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Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con lacapacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firmeTRANSCRIPT
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Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
Índice
Índice de figuras…………………………………………………………………………I
Índice de tablas…………………………………………………………………………IV
Resumen ........................................................................................................................... 1
1.- Introducción ................................................................................................................ 2
2.- Antecedentes ............................................................................................................... 4
3.- Metodología y Ensayos ............................................................................................... 6
3.1.- Características del Deflectómetro de Impacto o FWD......................................... 6
3.1.1.- Descripción general del Deflectómetro de Impacto o FWD......................... 6
3.1.2.- Sistema generador de carga......................................................................... 10
3.1.3.- Sensores de medida de deflexiones............................................................. 11
3.1.4.- Características técnicas del equipo.............................................................. 12
3.2.- Metodología empleada en el presente estudio.................................................... 15
3.2.1.- Objeto del estudio ....................................................................................... 15
3.2.2.- Datos e hipótesis consideradas para los cálculos según la norma 6.3.- I.C. 17
3.2.3.- Croquis de localización de la zona ensayada .............................................. 23
3.2.4.- Inspección preliminar y análisis del proyecto............................................. 24
3.2.5.- Inspección principal .................................................................................... 25
3.3.- Ensayos y Resultados obtenidos ........................................................................ 27
3.3.1.- Mediciones realizadas en el Ramal 5 .......................................................... 33
3.3.2.- Mediciones realizadas en el Ramal 8 .......................................................... 37
3.3.3.- Mediciones realizadas en el Ramal 1 .......................................................... 41
3.3.4.- Mediciones realizadas en el Ramal 6 .......................................................... 45
3.3.5.- Ensayos realizados y Resultados................................................................. 49
3.3.5.1. - Caso 1. Estudio de los cuatro ramales conjuntamente……………….50
3.3.5.2. - Caso 2. Estudio de cada ramal por separado…………………………58
3.4.- Análisis de los resultados ................................................................................... 83
4.- Conclusiones y futuras investigaciones..................................................................... 88
5.- Bibliografía ............................................................................................................... 90
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I
Índice de Figuras Figura 1.- Deflectómetro de Impacto modelo Phoenix PRI2100….................................7
Figura 2.- Zona de tensión en el firme, generada por el ensayo
con Deflectómetro de Impacto……………………..........................................................8
Figura 3.- Zonas con nivel de precipitación anual semejante………………………….20
Figura 4.- Situación y localización de la zona ensayada.
Enlace Fortuna-Monteagudo……………………………………………………….…..23
Figura 5.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura
de inicio de compactación y el decremento de deflexiones para el caso 1……….……56
Figura 6.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura
de final de compactación y el decremento de deflexiones para el caso 1……….……..57
Figura 7.- Representación gráfica de la correlación entre la temperatura de
inicio de compactación y el decremento de deflexiones en el ramal 5 en el caso 2…...62
Figura 8.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de
inicio de compactación y el decremento de deflexiones en el ramal 5 en el caso 2…...62
Figura 9.- Representación gráfica de la correlación entre la temperatura de
final de compactación y el decremento de deflexiones en el ramal 5 en el caso 2….…63
Figura 10.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de
final de compactación y el decremento de deflexiones en el ramal 5 en el caso 2….…64
Figura 11.- Representación gráfica de la correlación entre la temperatura de
inicio de compactación y el decremento de deflexiones en el ramal 8 en el caso 2…...68
Figura 12.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de
inicio de compactación y el decremento de deflexiones en el ramal 8 en el caso 2…...68
Figura 13.- Representación gráfica de la correlación entre la temperatura de
final de compactación y el decremento de deflexiones en el ramal 8 en el caso 2…….69
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II
Figura 14.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de
final de compactación y el decremento de deflexiones en el ramal 8 en el caso 2….…70
Figura 15.- Representación gráfica de la correlación entre la temperatura de
inicio de compactación y el decremento de deflexiones en el ramal 1 en el caso 2…...74
Figura 16.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de
inicio de compactación y el decremento de deflexiones en el ramal 1 en el caso 2…...74
Figura 17.- Representación gráfica de la correlación entre la temperatura de
final de compactación y el decremento de deflexiones en el ramal 1 en el caso 2…….75
Figura 18.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de
final de compactación y el decremento de deflexiones en el ramal 1 en el caso 2…….76
Figura 19.- Representación gráfica de la correlación entre la temperatura de
inicio de compactación y el decremento de deflexiones en el ramal 6 en el caso 2…...80
Figura 20.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de
inicio de compactación y el decremento de deflexiones en el ramal 6 en el caso 2...…80
Figura 21.- Representación gráfica de la correlación entre la temperatura de
final de compactación y el decremento de deflexiones en el ramal 6 en el caso 2…….81
Figura 22.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de
final de compactación y el decremento de deflexiones en el ramal 6 en el caso 2…….82
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III
Índice de Tablas Tabla 1.- Características técnicas de equipo FWD CARL BRO-PRI2100……………14
Tabla 2.- Coeficientes correctores de la deflexión por humedad de la explanada....….19
Tabla 3.- Zonas con nivel de precipitación anual semejante para la
estimación de los períodos húmedo, intermedio y seco……………………………….21
Tabla 4.- Coeficiente corrector de la temperatura Ct………………………………….21
Tabla 5.- Características ambientales en el ramal 5…………………………………...33
Tabla 6.- Temperaturas de la mezcla asfáltica de refuerzo ejecutado
en el ramal 5……………………………………………………………………………33
Tabla 7.- Deflexiones obtenidas sobre la capa de firme del ramal 5
a fecha de 09/12/09…………………………………………………………………….35
Tabla 8.- Deflexiones obtenidas sobre el refuerzo de capa de firme
en el ramal 5 a fecha de 09/03/10………………………………………………...……36
Tabla 9.- Características ambientales en el ramal 8…………………………………...37
Tabla 10.- Temperaturas de la mezcla asfáltica de refuerzo ejecutado
en el ramal 8…………………………………………………………………………...37
Tabla 11.- Deflexiones obtenidas sobre la capa de firme del ramal 8
a fecha de 09/12/09……………………………………………………………………39
Tabla 12.- Deflexiones obtenidas sobre el refuerzo de capa de firme
en el ramal 8 a fecha de 09/03/10……………………………………………………..40
Tabla 13.- Características ambientales en el ramal 1…………………………………41
Tabla 14.- Temperaturas de la mezcla asfáltica de refuerzo ejecutado
en el ramal 1…………………………………………………………………………..41
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IV
Tabla 15.- Deflexiones obtenidas sobre la capa de firme del ramal 1
a fecha de 09/12/09……………………………………………………………………43
Tabla 16.- Deflexiones obtenidas sobre el refuerzo de capa de firme
en el ramal 1 a fecha de 09/03/10……………………………………………………..44
Tabla 17.- Características ambientales en el ramal 6…………………………………45
Tabla 18.- Temperaturas de la mezcla asfáltica de refuerzo ejecutado
en el ramal 6…………………………………………………………………………..45
Tabla 19.- Deflexiones obtenidas sobre la capa de firme del ramal 6
a fecha de 09/12/09…………………………………………………………………...47
Tabla 20.- Deflexiones obtenidas sobre el refuerzo de capa de firme
en el ramal 6 a fecha de 09/03/10…………………………………………………….48
Tabla 21.- Deflexiones de cálculo obtenidas a partir de las mediciones
de deflexiones a fecha de 09/12/09 en el caso 1………………………………….51-52
Tabla 22.- Deflexiones de cálculo obtenidas a partir de las mediciones
de deflexiones a fecha de 09/03/10 en el caso 1………………………………….53-54
Tabla 23.- Cálculo del decremento de deflexiones en el caso 1……………………..55
Tabla 24.- Relación ∆ Deflexiones y Temperatura de inicio de
compactación de cada ramal…………………………………………………………56
Tabla 25.- Relación ∆ Deflexiones y Temperatura de final de
compactación de cada ramal…………………………………………………………57
Tabla 26.- Deflexiones de cálculo obtenidas a partir de las mediciones
de deflexiones a fecha de 09/12/09 del ramal 5 en el caso 2………………………...59
Tabla 27.- Deflexiones de cálculo obtenidas a partir de las mediciones
de deflexiones a fecha de 09/03/10 del ramal 5 en el caso 2………………………...60
Tabla 28.- Cálculo del decremento de deflexiones en el ramal 5 en el caso 2………61
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V
Tabla 29.- Relación ∆ Deflexiones y Temperatura de inicio de
compactación del ramal 5……………………………………………………………61
Tabla 30.- Relación ∆ Deflexiones y Temperatura de final de
compactación del ramal 5……………………………………………………………63
Tabla 31.- Deflexiones de cálculo obtenidas a partir de las mediciones
de deflexiones a fecha de 09/12/09 del ramal 8 en el caso 2………………………...65
Tabla 32.- Deflexiones de cálculo obtenidas a partir de las mediciones
de deflexiones a fecha de 09/03/10 del ramal 8 en el caso 2…………………….…..66
Tabla 33.- Cálculo del decremento de deflexiones en el ramal 8 en el caso 2….…...67
Tabla 34.- Relación ∆ Deflexiones y Temperatura de inicio de
compactación del ramal 8……………………………………………………….…...67
Tabla 35.- Relación ∆ Deflexiones y Temperatura de final de
compactación del ramal 8……………………………………………………….…...69
Tabla 36.- Deflexiones de cálculo obtenidas a partir de las mediciones
de deflexiones a fecha de 09/12/09 del ramal 1 en el caso 2……………………..….71
Tabla 37.- Deflexiones de cálculo obtenidas a partir de las mediciones
de deflexiones a fecha de 09/03/10 del ramal 1 en el caso 2………………………...72
Tabla 38.- Cálculo del decremento de deflexiones en el ramal 1 en el caso 2………73
Tabla 39.- Relación ∆ Deflexiones y Temperatura de inicio de
compactación del ramal 1……………………………………………………………73
Tabla 40.- Relación ∆ Deflexiones y Temperatura de final de
compactación del ramal 1……………………………………………………………75
Tabla 41.- Deflexiones de cálculo obtenidas a partir de las mediciones
de deflexiones a fecha de 09/12/09 del ramal 6 en el caso 2………………………..77
Tabla 42.- Deflexiones de cálculo obtenidas a partir de las mediciones
de deflexiones a fecha de 09/03/10 del ramal 6 en el caso 2………………………..78
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VI
Tabla 43.- Cálculo del decremento de deflexiones en el ramal 6 en el caso 2………79
Tabla 44.- Relación ∆ Deflexiones y Temperatura de inicio de
compactación del ramal 6……………………………………………………………79
Tabla 45.- Relación ∆ Deflexiones y Temperatura de final de
compactación del ramal 6……………………………………………………………81
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capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
1
Resumen
La temperatura de las mezclas asfálticas varía significativamente desde su producción
en planta hasta la finalización de la estructura de pavimento, especialmente en el
proceso de compactación. Estas diferencias de temperatura pueden provocar fisuras,
segregación, superficies onduladas y especialmente cambios en las propiedades
mecánicas y dinámicas de la mezcla asfáltica.
En el presente trabajo se estudia la influencia que tiene la temperatura de puesta en obra
de las mezclas asfálticas en relación con la capacidad portante de la capa de firme.
Se ha procedido analizar la capacidad portante del firme existente mediante el ensayo
“in situ” de deflexiones, utilizando un deflectómetro de impacto. Tras este paso se
procedió a reforzar el firme, donde se tomaron las mediciones de temperatura de la
mezcla y otra medición significativa, como son las características ambientales y, una
vez reforzado el firme, se volvieron a determinar las deflexiones y se comprobó el
comportamiento del firme.
Del presente trabajo se puede destacar que el método utilizado para el análisis de este
estudio, basado en la medición de deflexiones obtenidas por el deflectómetro de
impacto, no es un método consistente por diversos motivos. Por un lado, los datos
obtenidos del laboratorio nos han llevado a un análisis poco preciso y poco fiable,
debido a posibles errores en la medición de los mismos. Por otro lado, también resulta
poco consistente el método utilizado por la Norma 6.3. –IC, ya que los coeficientes
correctores de humedad y temperatura influyen significativamente en la determinación
de las deflexiones de cálculo.
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2
1.- Introducción
Las mezclas asfálticas en caliente son las que más se emplean en muchas partes del
mundo, en la formación de firmes de carreteras tanto de nueva creación como en
refuerzo de las existentes, debido a su flexibilidad, duración, uniformidad, resistencia a
la fatiga y economía entre otras características, generando por tanto investigaciones y
desarrollos para mejorar sus propiedades mecánicas y dinámicas.
Durante el período de diseño de las mezclas asfálticas que se utilizan en la construcción
de las carreteras, se deben conseguir unas determinadas características estructurales y
funcionales tales que garanticen al tráfico un pavimento flexible, resistente, con
durabilidad, confort y seguridad.
El control de calidad sobre el producto que se genera suele realizarse mediante el
ensayo Marshall, extrayendo una muestra de la planta asfáltica y determinando su
resistencia a las deformaciones plásticas. Sin embargo, la calidad final del producto de
la mezcla extendida y compactada, sólo se controla mediante la extracción de testigos
de obra, para la determinación de su densidad y comparación respecto a su densidad
Marshall patrón.
Durante el proceso de transporte, extendido y compactación pueden producirse fallos y
deterioros que pueden influir en la calidad final de la mezcla y consecuentemente en su
comportamiento.
Reyes Ortiz y otros (2006), en el artículo ‘Influencia de la temperatura y nivel de
energía de compactación en las propiedades dinámicas de una mezcla asfáltica’ [8],
estudiaron como influía la temperatura, especialmente en el proceso de compactación,
sobre las propiedades mecánicas y dinámicas de la mezcla.
En dicho estudio se procedió a determinar la resistencia Marshall y la norma ASTM
D4123-82 para los módulos dinámicos, se determinó la estabilidad, flujo, densidad y
módulo dinámico para las muestras compactadas a diferentes temperaturas.
Una vez que se obtuvieron todos los resultados se determinó el efecto de la temperatura
de compactación en una mezcla asfáltica.
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3
Al final de la investigación se pudo concluir que la temperatura de compactación de una
mezcla asfáltica afecta sus propiedades dinámicas y mecánicas, llegando a obtenerse
descensos hasta del 40% del módulo dinámico, lo que repercute en el tiempo de vida
útil de la estructura. Además, se concluyó que la estabilidad y densidad máxima de la
mezcla asfáltica se encuentra entre 140 y 150 ºC de temperatura de compactación y el
flujo mínimo a unos 130 ºC.
A partir de este estudio realizado mediante la extracción de testigos y ensayado en el
laboratorio, se estimó ver la influencia de la temperatura sobre toda la capa de firme
reforzada analizando las deflexiones ‘in situ’, es decir, a través de someterla a una carga
real a la capa de firme.
A partir de este estudio se ha pretendido analizar dicha temperatura de compactación, en
base a la capacidad portante del firme. Para ello, se procede a analizar la capacidad
portante del firme existente mediante el ensayo “in situ” de deflexiones, utilizando el
deflectómetro de impacto.
Se escogen varios ramales unidireccionales que se van a reforzar sin necesidad de
fresado. En primer lugar, se obtendrán las deflexiones de la estructura del firme
existente antes del refuerzo, se tomarán las mediciones de temperatura de la mezcla y
otras mediciones más significativas, para que, posteriormente, una vez reforzado el
firme, volver a determinar las deflexiones y comprobar el comportamiento del firme.
Esto va a permitir comprender la importancia de la temperatura de puesta en obra sobre
mezclas asfálticas y su comportamiento. Actualmente, en la normativa vigente, el rango
de temperaturas en la colocación del material en obra es muy elevado por lo que su
influencia en el futuro comportamiento puede ser decisiva [11].
La finalidad del estudio con cargas reales es poder obtener recomendaciones de buena
práctica constructiva en la ejecución de capas de mezclas bituminosas asfálticas que
pueden aprovecharse en otras ejecuciones de obra, tanto sean refuerzos como de nueva
implantación.
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2.- Antecedentes
El estudio de las propiedades mecánicas de las mezclas asfálticas calientes se han
estudiado ampliamente y todas conducentes a obtener combinaciones de materiales más
económicos y resistentes. En el pasado se han realizado grandes esfuerzos para
establecer índices o factores que relacionen empíricamente la temperatura del asfalto
con su penetración, densidad, estabilidad, viscosidad y punto de reblandecimiento. La
investigación que realizó el Ministerio de Obras Públicas de El Salvador, Salazar, A.
(2000) [1] referente a esto, pudo concluir que la temperatura de compactación de las
mezclas asfálticas era directamente proporcional a la resistencia, deformación y
densidad.
A lo largo de estos últimos años se han producido muchas investigaciones en lo que se
refiere a la influencia de la temperatura de las mezclas asfálticas con las características
estructurales, entre ellas las investigaciones que se han realizado recientemente en
Estados Unidos, Brock, D. [2] y en Francia, Charrier, J. [3], en las que se han podido
demostrar que un cambio en la temperatura de compactación de una mezcla asfáltica
genera problemas de segregación, resistencia y fatiga.
Read, S. y otros (1996) [15], detectó este problema en la construcción de varias vías en
Estados Unidos. Con la ayuda de cámaras termográficas, Read estudió como se
presentaban diferenciales de temperatura en el habitáculo de las bañeras, en las
extendedoras y en el proceso de extendido y compactado.
En 1998, Read realizó en Washington un seguimiento con cámara termográfica a la
construcción de una vía, donde el material asfáltico se transportó desde 89 km, se
colocó en una extendedora y se compactó. Analizadas las fotos termográficas, se
extrajeron núcleos en las zonas de temperatura de compactación ideal y en las zonas de
bajas temperaturas, obteniéndose que la relación de huecos y deformaciones se
incrementaba a bajas temperaturas.
Y, por último, en la investigación que se realizó en la Universidad de Antioquía, en
Colombia, por Reyes Ortiz y otros (2006) [8], se determinó el efecto que produce las
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diferencias de temperatura de compactación de las mezclas en el módulo dinámico,
densidad, estabilidad y viscosidad.
En este estudio, se ejecutaron y se analizaron los ensayos de Marshall y módulo
dinámico de las muestras compactadas a diferentes temperaturas, concluyendo que la
temperatura de compactación de una mezcla asfáltica afectaba a sus propiedades
dinámicas y mecánicas, llegando a obtenerse descensos hasta del 40% del módulo
dinámico, lo que repercute en el tiempo de vida útil de la estructura.
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3.- Metodología y Ensayos
3.1.- Características del Deflectómetro de Impacto o FWD
3.1.1.- Descripción general del Deflectómetro de Impacto o FWD
El funcionamiento de un deflectómetro de impacto o FWD (de sus siglas inglesas
Falling Weight Deflectometer) se basa en la generación de una onda de carga sobre el
firme. Esto se consigue por medio del impacto provocado por la caída libre de una
masa, impacto que es transmitido al firme mediante un sistema de amortiguamiento
elástico montado sobre una placa de carga. La masa, el sistema de amortiguación y la
altura de caída pueden regularse para obtener el impacto deseado sobre el pavimento.
Una serie de sensores miden las deflexiones verticales máximas del firme bajo el centro
de la placa de carga y a distintas distancias de este centro. Las deflexiones medidas y el
valor máximo de la carga de impacto quedan registrados en un soporte magnético, así
como las temperaturas del pavimento (superficial e interior) y ambiental.
Normalmente, sólo se registran los valores máximos de la deflexión en cada punto y de
la carga aplicada, aunque es posible registrar todo el ciclo temporal de carga y de
deflexión en cada sensor. Estos datos pueden utilizarse para:
• La calibración del equipo
• La estimación de factores correctores
• Si fuera necesario, realizar un análisis dinámico (por ejemplo espectro de
frecuencias)
Los deflectómetros de impacto, ver figura 1, han de disponer de un número de sensores
de medida suficientes para proporcionar una buena descripción de la forma del cuenco
de deflexiones.
El número de sensores será tan amplio como requiera el objeto de las mediciones. Las
recomendaciones del grupo de estudio sobre deflectometría de impacto COST 336 [4],
propone un mínimo de seis sensores.
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Figura 1.- Deflectómetro de Impacto modelo Phoenix PRI2100
La figura 2 permite comprender la contribución de las distintas capas de firme a las
deflexiones registradas a distintas distancias radiales. En principio, la deflexión dr
registrada por un sensor situado a distancia r es debida a la deformación experimentada
por la porción de firme situada dentro de la zona de tensión generada por el impacto. A
distancia r del centro de carga, la zona afectada está situada por debajo de la
profundidad equivalente r .
De esta forma, las deflexiones registradas por los sensores más alejados son debidas a la
deformación de las capas más profundas (la explanada normalmente), mientras que la
deflexión registrada por el sensor central es debida a la deformación de todas las capas,
y nos da una idea de la capacidad estructural del firme en su conjunto.
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Figura 2.- Zona de tensión en el firme, generada por el ensayo con Deflectómetro de Impacto
En cualquier caso, dado que la rigidez de la explanada tiene una influencia muy
importante en la forma del cuenco de deflexión, deben existir dos sensores lo
suficientemente alejados para poder evaluar la rigidez de la explanada.
Los sensores deben poder situarse a distancias radiales del centro de aplicación de carga
comprendidas entre 0 y 2500 mm. La posición ideal de los distintos sensores depende
de la rigidez del firme a auscultar. Si tan sólo se dispone de seis sensores, Serrano Leal,
J. (1999) [5], aconseja las distintas disposiciones:
• Firmes con deflexión central (prevista) inferior a 50 centésimas de mm.
0 – 300 – 600 – 900 – 1500 – 2100 mm.
• Firmes con deflexión central (prevista) entre 50 y 100 centésimas de mm.
0 – 300 – 600 – 900 – 1500 – 1800 mm.
• Firmes con deflexión central (prevista) superior a 100 centésimas de mm.
0 – 300 – 600 – 900 – 1200 – 1500 mm.
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El posicionamiento de los sensores intermedios depende de la rigidez relativa de cada
una de las capas. Lo ideal es hacer coincidir aproximadamente la posición radial de un
sensor con la profundidad equivalente de cada una de las interfaces de capa. En
pavimentos con espesores pequeños de mezcla bituminosa, es recomendable situar los
sensores más próximos a la placa de carga, por ejemplo:
0 – 200 – 300 – 600 – 900 – 1500 mm
El principio del deflectómetro de impacto fue concebido como una herramienta útil a
nivel de proyecto. Su utilización a nivel de red está limitada por los rendimientos que se
pueden obtener: del orden de 40 puntos/hora.
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3.1.2.- Sistema generador de carga
La onda de carga generada por el FWD pretende simular la onda generada por el paso
de un eje en movimiento, y debería presentar características próximas a las de dicha
onda. La mayoría de deflectómetros de impacto generan una onda de carga con un
tiempo entre origen y máximo de carga de 5 a 30 milisegundos, y con una amplitud
correspondiente a un lapso de entre 20 y 60 milisegundos, como especifica la NLT-
338/07 [6].
La generación de esta onda de carga se consigue combinando la altura de caída de la
masa con un sistema de amortiguación y de transmisión de la carga al firme adecuado.
El sistema de amortiguación está constituido generalmente por una serie de tacos de
goma (“buffers”), cuyo número y características elásticas modulan la forma del impulso
de carga resultante.
La carga se transmite al pavimento mediante una placa, que dependiendo de los equipos
puede estar dividida en varios sectores independientes, con el fin de adaptarse a las
irregularidades de la superficie del pavimento y permitir así una distribución de
presiones homogénea. Entre la placa de carga y la superficie de ensayo se intercala una
almohadilla de goma para mejorar el contacto. La placa de carga está diseñada de modo
que permite la instalación de un sensor que registre la deflexión bajo el centro de la
misma.
Los deflectómetros de impacto pueden tener características diferentes dependiendo del
fabricante como se comenta más adelante, y las diferencias más importantes afectan al
sistema generador de la onda de carga.
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3.1.3.- Sensores de medida de deflexiones
Existen dos tipos fundamentales de sensores de deflexión utilizados por los distintos
fabricantes: geófonos (sensores que miden velocidades, y cuya señal es necesario
integrar para obtener desplazamientos) y sismómetros (sensores que registran
desplazamientos). También es posible la utilización de acelerómetros.
Los sensores de medida de deflexión deben tener una resolución de lectura igual o
inferior a 1 µm, y una precisión dada por un error sistemático inferior al 2% de la
lectura + 1 µm. La repetibilidad debe asegurar un error aleatorio inferior a ± 2% de la
lectura + 1 µm.
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3.1.4.- Características técnicas del equipo
Consideramos como deflexión patrón normalizado, la obtenida mediante viga de
Benkelman, según el método de recuperación elástica de la superficie del firme (norma
NLT-356 [12]), y en las condiciones siguientes:
• Eje de 13 toneladas
• Temperatura de la superficie del pavimento de 20º C
• Valor mínimo del módulo de deformación de la explanada
A pesar de la consideración de la deflexión patrón realizada en las normas 6.1-IC y 6.3-
IC, la viga de Benkelman no se emplea como equipo de medición estándar de las
deflexiones por la afección a la seguridad vial que supone su uso, en una red moderna
de carreteras que necesita hacer medidas con una cierta frecuencia y siempre en
condiciones de seguridad de la circulación vial.
En base a estas consideraciones se empezó a contemplar como equipos más habituales
para la medición de la deflexión, equipos deflectómetros automáticos de alto
rendimiento como el deflectómetro de impacto.
A efectos prácticos y en tanto se anulan las referencias a la viga de Benkelman en las
órdenes ministeriales de las normas 6.1-IC y 6.3-IC, se ha adoptado el criterio de
considerar equipos del tipo deflectómetro de impacto como referentes en la medición de
la deflexión dentro de los estudios e informes que se desarrollen para su aplicación en la
red de carreteras del estado.
El deflectómetro de impacto FWD CARL BRO-PRI2100, ver figura 1, es un equipo
utilizado para la evaluación del estado estructural de firmes flexibles, semirrígidos y
rígidos.
El principio general del deflectómetro de impacto se basa en la generación de un
impulso de carga sobra la superficie de auscultación. El impacto es provocado por una
caída libre de una masa sobre un sistema de amortiguación instalado a su vez sobre una
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placa de carga. Para obtener la carga de impacto deseada del firme, la masa, el sistema
de amortiguación, la altura de caída y el diámetro de la placa son regulables.
La principal aportación del deflectómetro de impacto frente a los equipos clásicos de
deflectometría, es el análisis de la capacidad de soporte mediante el cálculo inverso de
los módulos de rigidez de las capas de firme a partir de los cuencos de deflexión
registrados.
Las deflexiones (desplazamiento vertical) provocadas en el firme por el impulso de
carga se miden mediante un conjunto de 9 sensores (geófonos transductores sísmicos)
dispuestos debajo del centro de la placa y radialmente a diferentes distancias de este
centro.
La curva de deflexiones y la carga máxima aplicada sobre la superficie de auscultación
quedan registradas en soporte informático, así como la temperatura superficial e interior
del pavimento y la temperatura ambiental.
El método de ensayo aplicable es el descrito en las normas NLT-338/07 [6] y la ASTM
4694 [16].
El deflectómetro de impacto FWD CARL BRO-PRI2100, ver figura 1, está
caracterizado por el siguiente sistema de instrumentación:
• Sensores de exterior (hábiles para trabajar en un rango de -10º a 50º)
• Sensores de interior (hábiles para trabajar en un rango de 5º a 40º)
• Dispositivo generador de fuerza con sistema guía
• Placa de carga
• Célula de carga
• Sensores de deflexiones
• Sistema automático de proceso de datos
En la tabla 1 se reproducen las características técnicas más reseñables de equipo
descrito.
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VEHÍCULO Tipo Volkswagen Transporter Dimensiones 4.75 x 1.85 x 1.94 m Peso 2.300 Kg CARACTERISTICAS DE CARGA Rango de carga 10 - 250 kN Duración del pulso de carga 20 - 30 mseg Tiempo de subida de carga Semi-sinusoidal CÉLULA DE CARGA Precisión célula carga 2% +/- 0.2 kN Resolución carga 0.1 kN (1 kPa)
Placa de carga Diámetro 300 mm (o 450 mm) dividida en 4
sectores SENSORES DE DEFLEXIÓN Tipo de sensores Transductores de velocidad sísmicos Número de geófonos 1 - 9 Precisión de los geófonos Mejor del +/- 2 % Resolución de los geófonos 1 micra Rango de los geófonos 2200 micras Viga soporte geófonos 2.500 mm desde centro placa SENSOR TEMPERATURA Tipo de sensor PT 100 Número de sensores 3 - superficie, manual, aire Precisión temperatura Mejor del 1 % Resolución temperatura 0.1 ºC CONTADOR DISTANCIA Precisión Mejor del 0.001 % integrado en el software SISTEMA Capacidad Más de 65 puntos de ensayo por hora Operatibilidad Puede ser operado por una sola persona Rango de temperatura 0ºC a 45ºC (ambiental para medida)
Rango de temperatura -25ºC a 60ºC (ambiental para transporte)
Tabla 1.- Características técnicas de equipo FWD CARL BRO-PRI2100
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3.2.- Metodología empleada en el presente estudio
3.2.1.- Objeto del estudio
El presente estudio tiene por objeto presentar los resultados y determinar con los datos
obtenidos, la influencia que tiene la temperatura de puesta en obra, no sólo en la
compactación, estabilidad, índice de huecos, etc, de una mezcla asfáltica, como
investigaron Reyes Ortiz y otros (2006) [8], sino también sobre la capacidad portante de
la misma sobre un refuerzo de una capa de firme.
El procedimiento de este estudio se ha llevado a cabo en cuatro ramales del enlace
Fortuna – Monteagudo en la autovía A-7 en la provincia de Murcia.
El procedimiento ha consistido, en primer lugar, en la obtención de una serie de
características ambientales sobre los cuatro ramales que nos ayudan a determinar los
coeficientes correctores tanto de humedad como de temperatura.
A continuación se procede a la medición de las deflexiones del firme existente en los
cuatro ramales, obteniendo así las deflexiones registradas por los distintos sensores del
deflectómetro, además de la carga de impacto aplicada.
En el transcurso de tres meses, tras haber realizado la auscultación deflectométrica
sobre los cuatro ramales, se procede, en primer lugar a obtener las características
ambientales para determinar de nuevo los coeficientes correctores de humedad y
temperatura. A continuación, procedemos a ejecutar un refuerzo del firme para mejorar
su capacidad estructural. Durante el refuerzo del firme de los ramales de estudio se
obtienen las diferentes temperaturas que sufre la mezcla asfáltica desde su fabricación
hasta la compactación final, es decir, se obtiene la temperatura del firme en la
fabricación, la temperatura del firme en la tolva, la temperatura del firme en la
extendedora, la temperatura del inicio de compactación del firme y la temperatura final
de compactación del firme.
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Una vez que se ejecuta el refuerzo del firme en los ramales, se procede nuevamente a la
medición de las deflexiones del firme y de igual forma se obtienen una serie de
deflexiones que se registran de los distintos sensores del deflectómetro.
A partir de las mediciones de campo se procede a realizar el estudio de la influencia de
la temperatura de la mezcla asfáltica en relación con la capacidad portante conseguida
con el refuerzo del firme.
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3.2.2.- Datos e hipótesis consideradas para los cálculos según la norma 6.3.-
I.C.
A continuación se muestran los datos y las hipótesis que se han tomado en
consideración para la realización del presente estudio.
• La auscultación de firmes se realizó el día 09/12/2009 sobre la capa de rodadura de
cuatro carriles del Enlace Fortuna-Monteagudo que se encuentra localizado en la
autovía A-7, en la provincia de Murcia.
Enlace Fortuna-Monteagudo
Carril 5
Carril 8
Carril 1
Carril 6
• La rehabilitación estructural que se propone es el recrecimiento mediante mezcla
bituminosa y es la resultante de aplicar la norma 6.3.- I.C, “Rehabilitación de
firmes” de fecha 13 de diciembre de 2003 del Ministerio de Fomento [10], para un
proyecto integral de rehabilitación estructural de firmes.
• La tramificación realizada de la zona de estudio se basa en los parámetros señalados
en la “Guía para el Estudio de las Deflexiones en Firmes de Pavimento Bituminoso”
que la mencionada Instrucción contiene en su Anejo nº3:
1.- En los tramos homogéneos que tengan un comportamiento uniforme, sus
deflexiones se distribuirán aleatoriamente alrededor del valor medio, siguiendo
una distribución normal con una desviación típica muestral.
2.- Del orden del 95% de los valores de las deflexiones de cada tramo estarán
comprendidos dentro del intervalo cuyo extremo superior sea vez y media el valor
medio de las deflexiones, y cuyo extremo inferior sea la mitad de dicho valor
medio (es decir, entre 0,5 m y 1,5 m).
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3.- Se considerarán distintos los tramos con valores medios diferentes.
4.- Dos tramos con los mismos valores medios, pero con diferentes amplitudes de
variación de las deflexiones (o sea, diferente s), serán asimismo distintos.
5.- El coeficiente de variación de las deflexiones será inferior a 0,40.
6.- La longitud de los tramos estará, en general, comprendida entre 200 y 1.000 m,
diferenciando en el caso de autopistas, autovías y carreteras de calzadas separadas
ambas calzadas a los efectos de tramificación de las deflexiones y cálculo de la
rehabilitación estructural.
7.- En cualquier caso, la longitud mínima en un tramo será de 100 m.
• La categoría de tráfico pesado que se facilita es T00, pero en aplicación de lo
indicado en el Art. 5.3 de la Norma 6.3.- I.C “Rehabilitación de firmes” [10], donde
indica textualmente: “Así mismo, los enlaces, ramales, confluencias y bifurcaciones,
se dimensionarán, como mínimo, con la categoría de tráfico pesado inmediatamente
inferior”, se tomará como categoría de tráfico para el sancionamiento de las
necesidades de refuerzo la categoría de tráfico pesado T0.
• El firme, según la información que se facilita, es Flexible.
• El coeficiente corrector de humedad se ha determinado siguiendo las indicaciones
del apartado 2.5 “Corrección por humedad en la explanada” de la citada Norma 6.3.-
IC [10].
Se consideran dos tipos de explanadas según la clasificación de suelos hecha
de acuerdo con los artículos 330 y 512 del Pliego de Prescripciones Técnicas
Generales para Obras de Carreteras y Puentes (PG-3) [11]:
A: Suelos estabilizados S-EST2 y S-EST1, seleccionados y
adecuados.
B: Suelos tolerables, marginales e inadecuados.
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Se considerarán además dos tipos de condiciones de drenaje:
1. Buenas condiciones de drenaje.
2. Malas condiciones de drenaje.
A estos tipos de explanada y drenaje les corresponderán los coeficientes
correctores Ch de la deflexión característica, según la época del año en la que
se realice la medida, de acuerdo con lo indicado en la tabla 2, que se encuentra
en el mencionado artículo.
COEFICIENTE Ch TIPO DE EXPLANADA Y
DRENAJE PERÍODO
HÚMEDO
PERÍODO
INTERMEDIO
PERÍODO
SECO
A1 1,00 1,15 1,30
A2; B1 1,00 1,25 1,45 (*)
B2 1,00 1,30 (*) 1,60 (*)
Tabla 2.- Coeficientes correctores de la deflexión por humedad de la explanada
(*) Valor orientativo, si no se dispone de información. De cualquier manera se recomienda efectuar un estudio especial, así como que la rehabilitación del tramo en estudio se dictamine después de mejorar necesariamente las condiciones de drenaje existentes y, posteriormente, medir de nuevo las deflexiones.
Los períodos húmedo, intermedio y seco deberán determinarse en cada caso específico,
teniendo en cuenta que las máximas deflexiones suelen producirse con cierto desfase
respecto a la época de lluvias (nunca inferior a las dos semanas). En el caso de no
disponer de datos suficientemente fiables para determinar si la medida de las
deflexiones corresponde a un período húmedo, intermedio o seco, se adoptará el
siguiente criterio:
• Se tomará la precipitación de la estación meteorológica más próxima al tramo en
estudio dentro de cada zona de referencia y, mediante comparación con los
valores de la tabla 2, se determinará si el período climático en el que se ha
realizado la medida de la deflexión es húmedo, intermedio o seco.
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• Si las deflexiones se han medido en la segunda quincena de un determinado
mes, se comparará la precipitación recogida en dicha estación meteorológica
durante el mes anterior al de las medidas, con los valores que figuran en la tabla
2. Si la medida se ha hecho en la primera quincena de un mes, la comparación
con los valores de la tabla 2 se hará sumando la precipitación de la primera
quincena del mes anterior y la de la segunda quincena de dos meses antes al que
se han medido las deflexiones.
En el caso de los tramos estudiados, la estación meteorológica que se encuentra más
próxima es la de Murcia, obteniéndose una precipitación en el mes de referencia, según
el margen temporal estipulado en la Norma 6.3.- IC, de 7,4 mm durante el 15/10/09 al
15/11/09 y se corresponde con la zona 7 de la figura 3, que a continuación se muestra.
Figura 3.- Zonas con nivel de precipitación anual semejante
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Introduciendo estos dos datos (precipitación total del mes de referencia y zona
pluviométrica) en la tabla 3, que proviene de la Norma 6.3.- IC y que se adjunta a
continuación, podemos concluir que estamos en período Seco.
PRECIPITACIÓN EN EL MES DE REFERENCIA ZONA (**)
PERÍODO HÚMEDO PERÍODO INTERMEDIO PERÍODO SECO
1 > 125 90 - 125 < 90
2 > 100 70 - 100 < 70
3 > 80 50 - 80 < 50
4 > 65 45 - 65 < 45
5 > 45 30 - 45 < 30
6 > 30 20 - 30 < 20
7 > 20 10 - 20 < 10
Tabla 3.- Zonas con nivel de precipitación anual semejante para la estimación de los períodos
húmedo, intermedio y seco
(*) Los datos de la tabla se han determinado por adaptación y simplificación de los datos disponibles durante un período de 30 años en las estaciones principales del Instituto Nacional de Meteorología. (**) Ver figura 3.
Por tanto, teniendo en cuenta que, de la observación del tramo y/o de la información
facilitada, se ha considerado que el tipo de explanada y drenaje es A-1, el factor de
corrección a adoptar por humedad en la explanada es de 1,30 en los ensayos que se
realizaron el 09/12/09 y de 1,00 en los ensayos que se realizaron el 09/03/10.
• El coeficiente de corrección por temperatura del pavimento, se determina
analíticamente mediante las expresiones de la tabla 4, provinente de la Norma 6.3.-
IC, en función del estado del pavimento y del espesor de la capa de mezclas
bituminosas.
FIRMES CON PAVIMENTO
POCO FISURADO Y ESPESOR
DE MB ≥ 10 cm
FIRMES CON
PAVIMENTO MUY
FISURADO
FIRME FLEXIBLES CON ESPESOR
DE MB < 10 cm, O FIRMES
TOTALMENTE FISURADOS
Ct = 200 / (3·t + 140) Ct = (2·t + 160) / (3·t + 140) Ct = 1
Tabla 4.- Coeficiente corrector de la temperatura Ct
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Por tanto, de la observación del tramo y/o de la información facilitada, se ha
considerado que el tipo de firme es Firme con pavimento poco fisurado y espesor de
MB > 10 cm, y en base a la formulación de la tabla obtendremos el factor de corrección
por temperatura.
En nuestro caso, se obtienen una serie de coeficientes de temperatura para cada ramal y
cada fecha. En los ensayos que se realizaron el 09/12/09, se obtuvieron los siguientes
coeficientes de temperatura.
Ramal 5 – 1,08
Ramal 8 – 1,08
Ramal 1 – 0,96
Ramal 6 – 0,96
Y en los ensayos que se realizaron el 09/03/10, se obtuvieron estos coeficientes de
temperatura.
Ramal 5 – 0,96
Ramal 8 – 0,96
Ramal 1 – 0,92
Ramal 6 – 0,94
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3.2.3.- Croquis de localización de la zona ensayada
La zona de estudio se encuentra localizada en la provincia de Murcia, en la autovía A-7,
concretamente en el enlace Fortuna-Monteagudo.
Figura 4.- Situación y localización de la zona ensayada. Enlace Fortuna-Monteagudo
Autovía A-7
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3.2.4.- Inspección preliminar y análisis del proyecto
Realizada la tramificación que se va a auscultar, se procedió a realizar una inspección
preliminar en los tramos homogéneos definidos anteriormente realizando una serie de
evaluaciones básicas de cada uno de los siguientes parámetros:
Características del firme existente y estado del pavimento
• Sección estructural del firme de la calzada y de los arcenes
• Características de los materiales
• Fecha de puesta en servicio
• Tipos y fechas de realización de las distintas actuaciones de conservación o de
rehabilitación del firme desde su construcción
• Otras informaciones disponibles
Entorno
• Características geométricas (sección transversal y perfil longitudinal)
• Características de la explanada
• Drenaje y su comportamiento con definición de zonas de posible acumulación
de agua
• Condiciones climáticas de la zona
Solicitaciones del tráfico
• Intensidad y composición del tráfico, fundamentalmente del pesado,
incluyendo previsiones sobre su evolución a medio y largo plazo, partiendo si
existen datos estadísticos.
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3.2.5.- Inspección principal
La inspección principal se ha realizado por un personal inspector con experiencia en
auscultación de firmes y se han abarcado todos los aspectos relacionados con el estado
estructural de los firmes auscultados, concretamente con la obtención de las deflexiones
mediante la utilización de un equipo deflectómetro automático.
Tal y como se indica en el apartado anterior, previamente a la auscultación, se
inspeccionó el estado general del firme siguiendo los criterios marcados en la
Instrucción 6.3.- IC ‘Rehabilitación de Firmes’ [10].
En los procesos de rehabilitación y de cálculo de refuerzo de firmes, el parámetro que se
utiliza de forma determinante y que ofrece mayor significado es la deflexión elástica del
firme bajo una carga.
La deflexión es el valor del desplazamiento en superficie del firme al aplicarle una carga
normalizada (en España la que corresponde aun eje simple rueda gemela de 130 Kn). El
valor de la deflexión depende de una serie de factores, entre los que destacan:
• El tipo de firme
• El estado del firme
• La temperatura del pavimento
• El equipo de medida
Los resultados de la auscultación deflectométrica se organizan en ficheros que
contienen información sobre los siguientes aspectos:
• Fecha (día, hora, minuto) del ensayo
• Valor de la deflexión bajo la carga
• Valores de la deflexión en los demás sensores
• Temperatura del aire y del pavimento
Los valores de la deflexión se expresan normalmente en centésimas o milésimas de
milímetro.
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Los resultados de las auscultaciones deflectométricas requieren dos tipos de análisis:
.- En primer lugar, un tratamiento estadístico que permita identificar y agrupar
tramos con igual comportamiento estructural.
El análisis estadístico se realiza por zonas preestablecidas donde se conoce o se
supone que la sección de firme es la misma. A las deflexiones obtenidas en esa
zona se le aplica algún test de homogeneidad para establecer tramos homogéneos
(se suele realizar un análisis de la varianza de las deflexiones obtenidas, Test de
Fischer o similar).
.- El segundo tipo de análisis se realiza para cada tramo homogéneo asignándole
una deflexión de cálculo que se emplea para tratar de establecer la capacidad
estructural remanente del firme medido.
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3.3.- Ensayos y Resultados obtenidos
Como bien se ha comentado en la metodología del estudio, el procedimiento de los
ensayos realizados se ha llevado a cabo en cuatro ramales del enlace Fortuna –
Monteagudo en la autovía A-7 en la provincia de Murcia.
En primer lugar, y antes de realizar los ensayos de auscultación empleando el
deflectómetro de impacto, se han realizado una serie de ensayos que nos han permitido
obtener unas características ambientales de la zona que se va a auscultar. Entre estas
características se ha obtenido la Tª ambiente, humedad, presión atmosférica,
pluviometría, velocidad del viento y radiación, medidos en cada carril cada 20 metros y
cada 30 minutos.
Una vez que se han obtenido estos parámetros, se procede a ejecutar los ensayos de
auscultación deflectométrica. Como se ha comentado anteriormente, este método de
ensayo mide la deflexión producida por una fuerza de impacto generada por una masa
que cae sobre un sistema de muelles y es transmitida a la superficie por medio de una
placa. Este aparato normalmente está montado sobre un remolque arrastrado por un
vehículo.
La placa de carga del aparato baja hasta apoyarse sobre la superficie para ensayo. Los
sensores de deflexión se apoyan también sobre el firme. La masa se eleva hasta la altura
desde la cual al caer dará la carga que se especifique. El movimiento vertical de la
superficie del firme, o la deflexión, se mide utilizando la instrumentación disponible. Se
pueden realizar varios impactos antes de mover el equipo hacia otra localización.
Para cada impacto realizado se miden las deflexiones máximas en cada localización de
los sensores.
El máximo de la fuerza aplicada por el impacto se mide como una fuerza o como una
tensión media dividiendo la fuerza por el área de la placa de carga.
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En el procedimiento, antes de efectuar las medidas con el deflectómetro de impacto, se
precisa conocer los siguientes datos:
• Localización y longitud del tramo de carretera
• Descripción del tipo de vía
• Anchura de los carriles y número de carriles por sentido de circulación.
• Características y espesores de las capas del firme para estimar su rigidez (para la
ubicación de los sensores) y para la medida de la temperatura.
• Presencia de bordillos y arcenes.
Otro aspecto a tener en cuenta en el procedimiento es la temperatura del firme. El rango
de la temperatura indicado para la auscultación con el deflectómetro de impacto es de
0ºC a 30ºC, midiéndose la temperatura de la mezcla bituminosa a una profundidad ≥
40mm. Para ello se procede a taladrar el pavimento, haciendo un orificio de 4 a 5 cm de
profundidad con diámetro suficiente para la introducción del bulbo del termómetro.
Las perforaciones realizadas para la medición de temperaturas deben estar situadas a
una distancia del borde de firme mayor o igual a 0,3 m, y la perforación debe hacerse un
cierto tiempo antes del comienzo de las medidas, para permitir la disipación de la
energía calorífica ocasionada.
Las perforaciones tienen que hacerse en el carril de ensayo o en puntos del firme con la
misma estructura y con las mismas características superficiales (color) que el carril de
ensayo.
La temperatura debe medirse al menos:
• Al comenzar la auscultación en un tramo.
• Al finalizar la auscultación en un tramo.
• Cada 4 horas como máximo.
• Cuando cambien las condiciones del entorno. Por ejemplo: cambio de
temperatura, cambio de la insolación, etc.
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Además de la temperatura del firme, tendremos en cuenta el número de puntos de
ensayo por tramo de firme. Normalmente se requiere un mínimo de 12 puntos de ensayo
por tramo homogéneo. Un tramo homogéneo de carretera es el que tiene la misma
estructura de firme en toda su longitud, así como una capacidad de soporte uniforme. La
situación de los ensayos y el número de ensayos se agrupan en tres categorías (A, B y
C) y dependen del campo de aplicación seleccionado.
En nuestro caso, el campo de aplicación es del tipo II, dentro de la categoría B, donde se
realiza un análisis más detallado del firme, para propósitos como el dimensionamiento
de refuerzos en capas granulares. Las medidas han de ser suficientes para poder dividir
la carretera en estudio en los tramos homogéneos precisos. El ensayo se llevará a cabo
en la rodada exterior, en intervalos no superiores a 25 m. para firmes con pavimento de
mezcla bituminosa.
En cuanto al carril para la medida de deflexiones, se elegirá en función del tipo de vía
en la que se vaya a realizar el ensayo. En este caso, son carreteras de un solo carril con
una sola dirección por lo que se efectuará sobre este carril.
Por último, hay que tener en cuenta el nivel de carga. Cuando se miden deflexiones
sobre capas de mezcla bituminosa, la carga máxima que se aplica debe ser de unos 65
kN.
Para la medida en el punto de ensayo, se lleva el equipo al lugar del ensayo y se coloca
la placa de carga sobre el punto deseado. El punto de ensayo deberá estar lo más limpio
posible de material suelto para asegurar que l aplaca de carga se apoya apropiadamente
sobre el terreno. Si hay agua en superficie no debe cubrir por completo la macrotextura
superficial en la zona bajo la placa de carga.
Se baja la placa de carga y los sensores hasta asegurarse que descansan sobre una
superficie firme y estable. Se coloca la masa a la altura deseada y se deja caer. Se
registran los máximos de la carga y la deflexión.
Se realizará un primer impacto de bajo nivel de carga para asentar la placa y
posteriormente un mínimo de 3 ciclos de carga. Las medidas correspondientes al primer
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ciclo de carga no se incluyen en el estudio. Se determina la relación carga-deflexión de
las dos últimas secuencias usando la deflexión bajo el centro de la carga. Si la diferencia
en la relación carga-deflexión de ambas secuencias es mayor del 5% se hacen ensayos
adicionales hasta que esta diferencia baje del 5%.
La expresión de los resultados se debe registrar indicando los siguientes datos para cada
punto de ensayo:
• Identificación del punto de ensayo (PK del tramo homogéneo)
• Temperatura de la superficie y del firme
• Valor máximo de carga aplicada
• Valores máximos de las deflexiones en cada uno de los sensores
El estudio se ha analizado en dos casos, por una parte, conjuntamente todos los ramales
y, por otra parte, individualizando cada ramal.
En el caso del estudio de todos los ramales conjuntamente, se procede a calcular en
primer lugar la deflexión de cálculo de cada ramal tanto en las mediciones realizadas en
diciembre de 2009 como en las mediciones realizadas en marzo de 2010, después del
refuerzo del firme.
Para ello, se determina, en primer lugar, la deflexión máxima de los sensores en cada
punto kilométrico de los ramales. Tras determinarlo se considera una deflexión patrón
para cada deflexión máxima y se calcula la deflexión característica en cada punto
kilométrico mediante la siguiente expresión:
σ2+= mdk
en la que:
∑= n
idn
m1
1
∑ −−
= n
i mdn 1
22 )(1
1σ
siendo di la deflexión del punto i, y n el número de mediciones.
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Con la determinación de la deflexión característica de cada ramal, obtenemos los
correctores de humedad de la explanada y de temperatura del firme. El procedimiento a
seguir para la obtención de dichos coeficientes de corrección es el que se ha explicado
con anterioridad y que se basa en las indicaciones del apartado 2.5 “Corrección por
humedad en la explanada” y de la tabla 15 -Coeficiente corrector de la temperatura- de la
Norma 6.3.-IC. “Rehabilitación de firmes” [10].
Obtenidos los coeficientes correctores de humedad y temperatura, estos son aplicados a
las deflexiones características obtenidas en cada ramal, obteniendo con ello la deflexión
de cálculo del ramal correspondiente.
Una vez que se han determinado las deflexiones de cálculo de todos los ramales
sometidos a estudio tanto en los ensayos de diciembre de 2009 como en los de marzo de
2010, se determina el decremento de deflexión que existe en cada ramal.
A partir de estos resultados del decremento de deflexión, se estudia su comportamiento
respecto a las temperaturas del firme obtenidas. Para ello, se han utilizado
principalmente las temperaturas de inicio y final de compactación. Se ha obtenido un
promedio de las temperaturas de cada ramal y se ha comparado con las deflexiones de
cálculo obtenidas de una manera gráfica que veremos más adelante.
Ahora bien, para el caso del estudio de cada ramal individualmente se ha seguido un
procedimiento bastante similar que el anterior pero variando ciertos aspectos.
Ya obtenidos las mediciones de las deflexiones, antes y después del refuerzo, y de las
características ambientales en cada punto kilométrico se procede a la determinación de
la deflexión de cálculo.
En este caso obtenemos para cada punto kilométrico del ramal la deflexión
característica a partir del promedio y de la desviación típica de las deflexiones obtenidas
de todos los sensores.
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32
Una vez calculada la deflexión característica en cada punto kilométrico se procede a
determinar la deflexión de cálculo a partir de los coeficientes correctores de humedad y
temperatura que se obtienen de forma análoga que el anterior caso.
Obtenidas las deflexiones de cálculo, se procede a determinar los decrementos de
deflexiones que se producen en cada punto kilométrico de igual manera que se ha
realizado en el caso conjunto. Con estos decrementos de deflexiones se procede a
estudiar su comportamiento comparándolo con la temperatura de inicio y final de
compactación de forma gráfica.
Para la parte gráfica, se ha relacionado, para cada punto kilométrico, los decrementos de
deflexiones con la temperatura de inicio y final de compactación. En el eje de abscisas
se han representado los decrementos de deflexiones mientras que en el eje de ordenadas
se han representado las temperaturas de inicio y final de compactación.
Tras la representación de los puntos en el gráfico, se procede a obtener una función
y=f(x) que se ajuste lo mejor posible a los valores experimentales. En este caso, se
establece dicha función a partir del método de aproximación por mínimos cuadrados.
Este procedimiento nos ajusta los valores experimentales a una línea recta que se
denomina regresión lineal.
Tras representar las regresiones lineales de cada gráfico analizaremos los resultados
obtenidos y expondremos las conclusiones correspondientes al estudio.
Por tanto, vamos a empezar por exponer las mediciones realizadas para el estudio. En
primer lugar se presentan las características ambientales de cada ramal así como las
distintas temperaturas de la mezcla asfáltica del refuerzo de la capa de firme desde su
fabricación hasta el final de compactación.
A continuación se presentan las mediciones de las deflexiones de cada ramal realizadas
en los meses de diciembre de 2009, antes del refuerzo, y marzo de 2010, después del
refuerzo.
Con estos datos iniciales se empieza con el estudio en los dos casos que se han
mencionado anteriormente.
Master en Planificación y Gestión en la Ingeniería Civil
Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
33
3.3.1.- Mediciones realizadas en el Ramal 5
La tabla 5 muestra las características ambientales del ramal 5, Tª ambiente, humedad,
presión atmosférica, pluviometría, velocidad del viento y radiación, medidos cada 20
metros y cada 30 minutos.
Ramal P.K. Hora
(cada 30 minutos)
Tª Ambiente
Humedad Ambiente
Presión Atmosférica Velocidad Radiación Pluviometría
5 0 23:15 8,00 70 1004 18 3 0
5 20 23:45 8,00 71 1004 18 3 0
5 40 0:15 7,00 71 1004 18 3 0
5 60 0:45 7,00 71 1004 18 3 0
5 80 1:15 7,00 71 1004 15 3 0
5 100 1:45 6,00 71 1006 15 3 0
5 120 2:15 5,50 72 1006 15 3 0
5 140 2:45 5,50 68 1006 15 3 0
5 180 3:15 6,00 68 1006 14 3 0
5 200 3:45 6,00 68 1006 14 3 0
5 220 4:15 5,00 68 1004 14 3 0
5 240 4:45 5,00 68 1005 17 3 0
5 260 5:15 6,00 68 1005 17 3 0 Tabla 5.- Características ambientales en el ramal 5
La tabla 6 representa las mediciones in situ de las temperaturas en la ejecución del
refuerzo del firme en el ramal 5.
Ramal P.K. Descripción
Camión
Tª Fabricación
en planta
Tª Camión Llegada a Obra
Tª Tolva
Tª Extendedora
Tª Inicio Compactación
Tª Final Compactación (después de 20
min.)
5 0 C-1 163,00 157,00 155,20 152,10 147,00 119,07
5 20 C-2 163,00 157,00 155,20 152,10 147,00 119,07
5 40 C-3 163,00 157,00 155,20 152,10 146,00 118,26
5 60 C-4 163,00 157,00 155,20 152,10 147,50 119,48
5 80 C-5 162,00 156,00 154,20 151,12 148,00 119,88
5 100 C-6 162,00 156,00 154,20 151,12 148,00 119,88
5 120 C-3 162,00 156,00 154,20 151,12 149,20 120,85
5 140 C-2 162,00 156,00 154,20 151,12 149,10 120,77
5 180 C-1 162,00 156,00 154,20 151,12 149,00 120,69
5 200 C-5 164,00 158,00 156,20 153,08 147,70 123,33
5 220 C-6 164,00 158,00 156,20 153,08 147,70 123,33
5 240 C-3 164,00 158,00 156,60 142,51 140,00 116,90
5 260 C-1 164,00 158,00 156,60 142,51 140,00 116,90
Tabla 6.- Temperaturas de la mezcla asfáltica de refuerzo ejecutado en el ramal 5
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Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
34
En las siguientes tablas, tabla 7 y 8, vienen representadas las mediciones que se han
realizados con la auscultación deflectométrica en el ramal 5. Las mediciones se han
realizado en una longitud total de 260 metros, obteniendo los resultados de las
deflexiones cada 20 metros. Además de las deflexiones de cada sensor del
deflectómetro, se ha obtenido también la temperatura del pavimento y la carga aplicada
al mismo.
En la tabla 7 se muestran todas estas mediciones realizadas a fecha de 09/12/09, antes
de ejecutarse el refuerzo del firme, mientras que en la tabla 8 se representan las
mediciones a fecha de 09/03/10, tras haberse realizado el refuerzo del firme.
Ramal P.K. Tª
Pavimento Carga (Kpa)
Defl. 1 (10 mm)
Defl. 2 (10-2 mm)
Defl. 3 (10-2 mm)
Defl. 4 (10-2 mm)
Defl. 5 (10-2 mm)
Defl. 6 (10-2 mm)
Defl. 7 (10-2 mm)
Defl. 8 (10-2 mm)
Defl. 9 (10-2 mm)
5 0 15,1 918 21,6 17,9 15,5 12,8 10,0 5,8 2,1 1,5 0,1
5 20 15,1 914 20,9 17,0 14,4 11,6 8,9 4,8 1,6 1,2 0,1
5 40 15,1 911 17,2 13,5 11,1 8,7 6,4 3,4 1,0 0,8 0,1
5 60 15,1 893 35,9 28,8 24,0 18,9 14,1 7,2 2,1 1,3 0,1
5 80 15,1 904 20,8 16,8 14,2 11,3 8,6 4,9 1,9 1,3 0,1
5 100 15,1 912 14,6 11,3 9,5 7,3 5,3 2,7 0,9 0,7 0,1
5 120 15,1 889 14,4 11,8 10,3 8,5 6,7 3,9 1,4 0,9 0,1
5 140 15,1 923 17,5 13,8 11,4 8,9 6,5 3,4 1,1 0,8 0,1
5 160 15,1 897 14,6 11,8 10,0 8,0 6,1 3,5 1,2 0,9 0,1
5 180 15,1 903 16,3 13,0 10,8 8,6 6,5 3,3 0,8 0,5 0,1
5 200 15,1 898 10,6 8,4 7,1 5,7 4,3 2,3 0,8 1,3 0,1
5 220 15,1 882 16,6 14,0 12,3 10,3 8,1 4,8 1,8 1,3 0,1
5 240 15,1 889 17,9 14,7 12,7 10,3 7,9 4,3 1,8 1,3 0,1
5 260 15,1 883 12,9 10,5 9,3 7,9 6,5 4,2 1,7 1,2 0,1
Tabla 7.- Deflexiones obtenidas sobre la capa de firme del ramal 5 a fecha de 09/12/09
Master en
Plan
ificación y Gestió
n en
la Ingeniería C
ivil
Influ
encia
de la
tempera
tura de p
uesta
en obra de la
s capas d
e aglomera
do asfá
ltico en
relació
n co
n la
capacid
ad porta
nte co
nseg
uida del refu
erzo de u
na ca
pa de firm
e 35
Ramal P.K. Tª
Pavimento Carga (Kpa)
Defl. 1 (10 mm)
Defl. 2 (10-2 mm)
Defl. 3 (10-2 mm)
Defl. 4 (10-2 mm)
Defl. 5 (10-2 mm)
Defl. 6 (10-2 mm)
Defl. 7 (10-2 mm)
Defl. 8 (10-2 mm)
5 0 20,8 872 25,2 20,0 17,4 14,7 11,9 7,3 2,7 1,9
5 20 23,5 891 31,2 24,0 19,5 15,1 10,9 5,0 1,5 1,2
5 40 24,5 865 25,6 19,8 17,5 14,7 11,0 5,4 1,8 1,1
5 60 24,4 856 22,7 18,5 16,1 13,3 10,5 5,7 1,7 1,1
5 80 24,7 857 38,8 30,9 25,3 19,4 13,7 6,4 1,9 1,3
5 100 23,0 866 22,3 17,4 14,6 11,7 8,9 4,7 1,4 1,0
5 120 22,0 868 21,6 16,3 13,3 10,2 7,4 3,3 0,5 0,3
5 140 22,0 882 18,2 13,9 11,5 8,9 6,4 2,7 0,2 0,4
5 160 22,7 856 19,9 15,9 13,9 11,5 9,4 5,3 1,5 0,9
5 180 20,8 851 27,9 23,4 20,2 16,6 13,0 6,6 1,2 0,5
5 200 20,7 869 14,0 10,3 8,7 6,8 5,1 2,4 0,5 0,5
5 220 21,7 863 23,6 17,6 14,1 11,0 8,2 4,0 0,8 0,5
5 240 22,2 877 26,4 21,1 17,9 14,4 11,0 5,9 2,3 2,0
5 260 23,5 865 14,7 11,5 10,0 8,3 6,5 3,6 1,1 0,8
Tabla 8.- Deflexiones obtenidas sobre el refuerzo de capa de firme en el ramal 5 a fecha de 09/03/10
Influ
encia
de la
tempera
tura de p
uesta
en obra de la
s capas d
e aglomera
do asfá
ltico en
relació
n co
n la
capacid
ad porta
nte co
nseg
uida del refu
erzo de u
na ca
pa de firm
e 36
Master en
Plan
ificación y Gestió
n en
la Ingeniería C
ivil
Master en Planificación y Gestión en la Ingeniería Civil
Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
37
3.3.2.- Mediciones realizadas en el Ramal 8
La tabla 9 muestra las características ambientales del ramal 8, Tª ambiente, humedad,
presión atmosférica, pluviometría, velocidad del viento y radiación, medidos cada 20
metros y cada 30 minutos.
Ramal P.K. Hora (cada 30
minutos)
Tª
Ambiente
Humedad
Ambiente
Presión
Atmosférica Velocidad Radiación Pluviometría
8 0 23:30 9,00 69 1005 17 3 0
8 20 0:00 8,00 69 1005 20 3 0
8 40 0:30 8,00 69 1005 20 3 0
8 60 1:00 8,50 69 1005 18 3 0
8 80 1:30 8,00 69 1005 11 3 0
8 100 2:00 7,50 69 1005 11 3 0
8 120 2:30 7,00 69 1005 11 3 0
8 140 3:00 6,00 68 1005 11 3 0
8 160 3:30 6,00 72 1005 10 3 0
8 180 4:00 6,00 72 1005 10 3 0
8 200 4:30 6,00 72 1005 10 3 0
8 220 5:00 5,50 72 1005 14 3 0
8 240 5:30 5,50 72 1005 14 3 0
8 260 6:00 5,50 73 1005 14 3 0
8 280 6:30 5,50 73 1005 13 3 0
Tabla 9.- Características ambientales en el ramal 8
La tabla 10 representa las mediciones in situ de las temperaturas en la ejecución del
refuerzo del firme en el ramal 8.
Ramal P.K. Descripción
Camión
Tª
Fabricación
en planta
Tª
Camión
Llegada
a Obra
Tª
Tolva
Tª
Extendedora
Tª Inicio
Compactación
Tª Final
Compactación (después de 20
min.)
8 0 C-2 164,00 158,00 156,60 142,51 140,40 117,23
8 20 C-3 164,00 158,00 156,60 142,51 140,40 117,23
8 40 C-4 164,00 158,00 156,60 142,51 142,00 118,57
8 60 C-5 163,00 157,00 155,60 141,60 141,00 117,74
8 80 C-6 163,00 157,00 155,60 141,60 141,00 117,74
8 100 C-3 163,00 157,00 155,60 141,60 141,00 117,74
8 120 C-2 162,00 156,00 154,60 140,69 140,40 117,23
8 140 C-1 162,00 156,00 154,60 140,69 140,40 111,90
8 160 C-5 161,00 155,00 153,90 140,05 140,40 111,90
8 180 C-6 161,00 154,00 152,90 144,49 142,20 113,33
8 200 C-3 161,00 154,00 152,90 144,49 141,80 113,01
8 220 C-1 161,00 154,00 152,90 144,49 140,40 111,90
8 240 C-2 161,00 154,00 152,90 144,49 143,00 113,97
8 260 C-3 161,00 154,00 152,90 144,49 143,20 114,13
8 280 C-4 161,00 154,00 152,90 144,49 143,50 114,37
Tabla 10.- Temperaturas de la mezcla asfáltica de refuerzo ejecutado en el ramal 8
Master en Planificación y Gestión en la Ingeniería Civil
Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
38
En las siguientes tablas, tabla 11 y 12, vienen representadas las mediciones que se han
realizados con la auscultación deflectométrica en el ramal 8. Las mediciones se han
realizado en una longitud total de 280 metros, obteniendo los resultados de las
deflexiones cada 20 metros. Además de las deflexiones de cada sensor del
deflectómetro, se ha obtenido también la temperatura del pavimento y la carga aplicada
al mismo.
En la tabla 11 se muestran todas estas mediciones realizadas a fecha de 09/12/09, antes
de ejecutarse el refuerzo del firme, mientras que en la tabla 12 se representan las
mediciones a fecha de 09/03/10, tras haberse realizado el refuerzo del firme.
Ramal P.K. Tª
Pavimento
Carga
(Kpa)
Defl. 1
(10 mm)
Defl. 2
(10-2 mm)
Defl. 3
(10-2 mm)
Defl. 4
(10-2 mm)
Defl. 5
(10-2 mm)
Defl. 6
(10-2 mm)
Defl. 7
(10-2 mm)
Defl. 8
(10-2 mm)
Defl. 9
(10-2 mm)
8 0 15,1 882 13,0 10,4 8,8 7,2 5,7 3,8 2,0 1,7 0,1
8 20 15,1 975 16,7 13,5 11,6 9,6 7,5 4,6 2,2 1,8 0,1
8 40 15,1 882 10,3 8,2 7,1 5,8 4,6 3,0 1,4 1,1 0,1
8 60 15,1 869 9,8 7,9 6,9 5,7 4,6 2,9 1,3 1,0 0,1
8 80 15,1 881 14,5 12,2 11,0 9,5 7,8 5,1 2,2 1,7 0,1
8 100 15,1 873 14,6 12,1 10,8 9,1 7,4 4,7 2,0 1,4 0,1
8 120 15,1 876 19,7 17,1 15,4 13,5 11,4 7,7 3,3 2,3 0,1
8 140 15,1 889 15,4 13,1 11,7 10,0 8,2 5,4 2,3 1,7 0,1
8 160 15,1 925 15,0 12,4 10,8 9,1 7,3 4,5 1,9 1,5 0,1
8 180 15,1 870 13,4 11,0 9,7 8,2 6,7 4,3 2,0 1,5 0,1
8 200 15,1 895 14,2 11,3 9,7 7,9 6,2 3,8 1,7 1,4 0,1
8 220 15,1 882 13,4 10,9 9,5 7,8 6,2 3,9 1,8 1,4 0,1
8 240 15,1 884 11,1 8,8 7,7 6,4 5,2 3,4 1,7 2,0 0,1
8 260 15,1 877 12,0 9,9 8,7 7,2 6,0 4,1 2,1 1,6 0,1
8 280 15,1 893 12,9 10,5 9,5 8,1 6,9 4,8 2,2 1,5 0,1
Tabla 11.- Deflexiones obtenidas sobre la capa de firme del ramal 8 a fecha de 09/12/09
Master en
Plan
ificación y Gestió
n en
la Ingeniería C
ivil
Influ
encia
de la
tempera
tura de p
uesta
en obra de la
s capas d
e aglomera
do asfá
ltico en
relació
n co
n la
capacid
ad porta
nte co
nseg
uida del refu
erzo de u
na ca
pa de firm
e 39
Ramal P.K. Tª
Pavimento Carga (Kpa)
Defl. 1 (10 mm)
Defl. 2 (10-2 mm)
Defl. 3 (10-2 mm)
Defl. 4 (10-2 mm)
Defl. 5 (10-2 mm)
Defl. 6 (10-2 mm)
Defl. 7 (10-2 mm)
Defl. 8 (10-2 mm)
8 0 21,1 871 14,9 11,7 10,3 8,6 7,1 4,8 2,5 2,1
8 20 20,8 856 16,1 13,2 11,6 9,7 7,9 4,8 2,1 1,6
8 40 21,9 865 12,0 9,5 8,5 7,0 5,7 3,5 1,6 1,2
8 60 21,1 865 12,1 8,8 7,5 6,3 5,0 3,1 1,5 1,0
8 80 21,9 849 15,2 12,4 11,3 9,8 8,3 5,4 2,2 1,6
8 100 22,0 843 17,0 14,0 12,4 10,6 8,6 5,3 2,1 1,5
8 120 21,8 834 24,0 20,2 18,5 16,3 14,0 9,1 3,8 2,5
8 140 22,4 843 20,0 17,0 15,4 13,3 11,2 7,2 2,7 1,8
8 160 21,5 851 17,8 14,6 12,8 10,9 8,8 5,3 2,2 1,7
8 180 20,8 851 16,0 13,4 11,8 10,0 8,2 5,0 2,0 1,5
8 200 20,8 863 16,7 13,5 11,8 9,8 7,9 4,6 1,9 1,5
8 220 20,8 857 15,9 12,2 10,7 8,9 7,2 4,5 2,0 1,5
8 240 20,8 855 16,7 13,4 11,8 9,8 7,9 4,7 1,9 1,6
8 260 21,4 846 20,3 16,2 14,1 11,6 9,5 5,5 2,3 1,8
8 280 20,9 849 21,7 17,2 14,0 11,7 9,4 5,7 2,5 1,9
Tabla 12.- Deflexiones obtenidas sobre el refuerzo de capa de firme en el ramal 8 a fecha de 09/03/10
Master en
Plan
ificación y Gestió
n en
la Ingeniería C
ivil
Influ
encia
de la
tempera
tura de p
uesta
en obra de la
s capas d
e aglomera
do asfá
ltico en
relació
n co
n la
capacid
ad porta
nte co
nseg
uida del refu
erzo de u
na ca
pa de firm
e 40
Master en Planificación y Gestión en la Ingeniería Civil
Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
41
3.3.3.- Mediciones realizadas en el Ramal 1
La tabla 13 muestra las características ambientales del ramal 1, Tª ambiente, humedad,
presión atmosférica, pluviometría, velocidad del viento y radiación, medidos cada 20
metros y cada 30 minutos.
Ramal P.K. Hora (cada 30 minutos)
Tª
Ambiente
Humedad
Ambiente
Presión
Atmosférica Velocidad Radiación Pluviometría
1 0 0:45 10,00 73 1007 13 3 0
1 20 1:10 10,50 73 1007 13 3 0
1 40 1:35 10,50 73 1007 13 3 0
1 60 2:00 10,50 73 1007 13 3 0
1 80 2:25 10,00 73 1005 13 3 0
1 100 2:50 9,00 73 1006 13 3 0
1 120 3:15 9,00 73 1006 12 3 0
1 140 3:40 9,00 73 1006 12 3 0
1 160 4:05 9,00 73 1005 12 3 0
1 180 4:30 9,00 73 1005 13 3 0
1 200 4:55 9,00 73 1005 13 3 0
1 220 5:20 9,00 73 1005 14 3 0
1 240 5:45 9,00 73 1005 14 3 0
Tabla 13.- Características ambientales en el ramal 1
La tabla 14 representa las mediciones in situ de las temperaturas en la ejecución del
refuerzo del firme en el ramal 1.
Ramal P.K. Descripción
Camión
Tª
Fabricación
en planta
Tª
Camión
Llegada
a Obra
Tª
Tolva
Tª
Extendedora
Tª Inicio
Compactación
Tª Final
Compactación (después de 20
min.)
1 0 C-6 161,00 154,00 152,90 144,49 144,00 114,77
1 20 C-3 160,00 153,00 151,90 143,55 143,40 114,29
1 40 C-2 160,00 153,00 152,30 145,45 144,47 118,18
1 60 C-1 160,00 153,00 152,30 145,45 144,00 117,79
1 80 C-5 160,00 153,00 152,30 145,45 143,80 117,63
1 100 C-6 160,00 153,00 152,30 145,45 139,90 114,44
1 120 C-3 160,00 153,00 152,30 145,45 140,00 114,52
1 140 C-1 160,00 153,00 152,30 145,45 140,00 114,52
1 160 C-2 160,00 153,00 151,85 145,02 141,00 115,34
1 180 C-3 160,00 153,00 150,00 143,25 142,20 116,32
1 200 C-4 160,00 153,00 150,00 143,25 142,40 116,48
1 220 C-5 160,00 153,00 150,00 143,25 142,60 116,65
1 240 C-6 160,00 153,00 152,00 145,16 143,80 117,63
Tabla 14.- Temperaturas de la mezcla asfáltica de refuerzo ejecutado en el ramal 1
Master en Planificación y Gestión en la Ingeniería Civil
Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
42
En las siguientes tablas, tabla 15 y 16, vienen representadas las mediciones que se han
realizados con la auscultación deflectométrica en el ramal 1. Las mediciones se han
realizado en una longitud total de 240 metros, obteniendo los resultados de las
deflexiones cada 20 metros. Además de las deflexiones de cada sensor del
deflectómetro, se ha obtenido también la temperatura del pavimento y la carga aplicada
al mismo.
En la tabla 15 se muestran todas estas mediciones realizadas a fecha de 09/12/09, antes
de ejecutarse el refuerzo del firme, mientras que en la tabla 16 se representan las
mediciones a fecha de 09/03/10, tras haberse realizado el refuerzo del firme.
Tabla 15.- Deflexiones obtenidas sobre la capa de firme del ramal 1 a fecha de 09/12/09
Ramal P.K. Tª
Pavimento Carga (Kpa)
Defl. 1 (10 mm)
Defl. 2 (10-2 mm)
Defl. 3 (10-2 mm)
Defl. 4 (10-2 mm)
Defl. 5 (10-2 mm)
Defl. 6 (10-2 mm)
Defl. 7 (10-2 mm)
Defl. 8 (10-2 mm)
Defl. 9 (10-2 mm)
1 0 22,6 866 17,3 13,7 12,2 10,6 8,7 5,7 2,3 1,7 0,1
1 20 22,6 861 7,4 5,6 4,7 3,7 2,8 2,0 1,5 1,4 0,1
1 40 22,6 862 9,5 7,1 5,8 4,5 3,5 2,5 1,8 1,6 0,1
1 60 22,6 866 17,2 14,3 12,7 10,8 8,8 5,6 2,4 1,7 0,1
1 80 22,6 863 11,2 8,8 7,3 5,8 4,4 2,4 0,8 0,7 0,1
1 100 22,6 860 13,1 11,0 9,8 8,3 6,8 4,4 1,9 1,4 0,1
1 120 22,6 830 22,9 19,1 16,8 14,4 11,9 8,2 4,5 3,6 0,0
1 140 22,6 858 13,2 10,5 9,0 7,3 5,7 3,5 1,7 1,3 0,1
1 160 22,6 875 24,5 20,4 17,7 14,8 12,1 8,0 4,1 3,3 0,0
1 180 22,6 865 12,2 10,2 8,9 7,3 5,8 4,1 2,4 2,1 0,1
1 200 22,6 848 14,8 12,2 10,8 9,1 7,5 4,8 2,3 1,9 0,1
1 220 22,6 855 17,7 14,8 12,9 10,9 8,9 5,7 2,8 2,2 0,1
1 240 22,6 869 25,7 20,0 16,2 12,7 9,5 5,5 2,7 2,2 0,1
Influ
encia
de la
tempera
tura
de p
uesta
en o
bra
de la
s capas d
e aglo
mera
do a
sfáltico
en rela
ción co
n la
capacid
ad p
orta
nte co
nseg
uid
a d
el refuerzo
de u
na ca
pa d
e firme
Master en
Plan
ificación y Gestió
n en
la Ingeniería C
ivil
43
Ramal P.K. Tª
Pavimento Carga (Kpa)
Defl. 1 (10 mm)
Defl. 2 (10-2 mm)
Defl. 3 (10-2 mm)
Defl. 4 (10-2 mm)
Defl. 5 (10-2 mm)
Defl. 6 (10-2 mm)
Defl. 7 (10-2 mm)
Defl. 8 (10-2 mm)
1 0 25,3 878 27,8 20,6 17,5 14,4 11,5 6,5 2,2 1,7
1 20 25,4 860 9,6 6,7 5,7 4,6 3,5 1,9 0,9 0,8
1 40 25,7 880 11,0 7,3 6,1 4,8 3,7 2,5 1,6 1,5
1 60 25,7 861 17,6 14,5 13,1 11,3 9,5 6,3 2,8 2,0
1 80 26,1 890 13,3 9,8 8,1 6,4 4,8 2,4 0,7 0,5
1 100 25,4 856 15,9 12,6 11,3 9,6 8,0 5,0 2,0 1,5
1 120 25,2 852 23,3 19,3 17,2 14,9 12,7 8,8 4,7 3,7
1 140 27,7 850 13,9 11,3 9,8 8,1 6,4 4,0 1,7 1,4
1 160 26,8 854 22,8 19,1 16,9 14,9 12,3 8,2 4,2 3,3
1 180 27,0 848 15,7 12,9 11,4 9,8 8,2 5,5 2,8 2,4
1 200 26,2 850 17,4 13,1 11,5 9,7 7,9 5,0 2,3 1,9
1 220 26,0 850 19,6 15,7 13,8 11,7 9,6 6,2 3,0 2,3
1 240 25,7 880 42,4 29,2 21,6 15,6 11,0 6,0 3,1 2,5
Tabla 16.- Deflexiones obtenidas sobre el refuerzo de capa de firme en el ramal 1 a fecha de 09/03/10
Influ
encia
de la
tempera
tura
de p
uesta
en o
bra
de la
s capas d
e aglo
mera
do a
sfáltico
en rela
ción co
n la
capacid
ad p
orta
nte co
nseg
uid
a d
el refuerzo
de u
na ca
pa d
e firme
44
Master en
Plan
ificación y Gestió
n en
la Ingeniería C
ivil
Master en Planificación y Gestión en la Ingeniería Civil
Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
45
3.3.4.- Mediciones realizadas en el Ramal 6
La tabla 17 muestra las características ambientales del ramal 6, Tª ambiente, humedad,
presión atmosférica, pluviometría, velocidad del viento y radiación, medidos cada 20
metros y cada 30 minutos.
Ramal P.K. Hora (cada 30 minutos)
Tª
Ambiente
Humedad
Ambiente
Presión
Atmosférica Velocidad Radiación Pluviometría
6 0 6:10 9,00 73 1005 14 3 0
6 20 6:35 9,00 73 1004 15 3 0
6 40 1:10 5,00 73 1004 12 3 0
6 60 1:40 5,00 72 1004 14 3 0
6 80 2:20 5,00 72 1004 14 3 0
6 100 2:50 5,00 72 1004 14 3 0
6 120 3:20 5,00 72 1004 15 3 0
6 140 3:40 4,00 72 1004 15 3 0
6 161 4:10 4,00 72 1004 16 3 0
Tabla 17.- Características ambientales en el ramal 6
La tabla 18 representa las mediciones in situ de las temperaturas en la ejecución del
refuerzo del firme en el ramal 6.
Ramal P.K. Descripción
Camión
Tª
Fabricación
en planta
Tª
Camión
Llegada
a Obra
Tª
Tolva
Tª
Extendedora
Tª Inicio
Compactación
Tª Final
Compactación (después de 20
min.)
6 0 C-3 160,00 153,00 152,00 145,16 144,80 118,45
6 20 C-2 160,00 153,00 152,00 145,16 144,20 117,96
6 40 C-1 160,00 153,00 151,50 144,68 144,60 118,28
6 60 C-5 160,00 155,00 151,50 144,68 144,40 118,12
6 80 C-6 160,00 155,00 150,00 143,25 143,00 116,97
6 100 C-3 160,00 155,00 150,00 143,25 143,00 116,97
6 120 C-2 161,00 156,00 150,00 143,25 143,00 116,97
6 140 C-6 161,00 156,00 150,00 148,00 147,20 120,41
6 161 C-1 161,00 156,00 151,00 149,00 144,49 118,19
Tabla 18.- Temperaturas de la mezcla asfáltica de refuerzo ejecutado en el ramal 6
Master en Planificación y Gestión en la Ingeniería Civil
Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
46
En las siguientes tablas, tabla 19 y 20, vienen representadas las mediciones que se han
realizados con la auscultación deflectométrica en el ramal 6. Las mediciones se han
realizado en una longitud total de 161 metros, obteniendo los resultados de las
deflexiones cada 20 metros. Además de las deflexiones de cada sensor del
deflectómetro, se ha obtenido también la temperatura del pavimento y la carga aplicada
al mismo.
En la tabla 19 se muestran todas estas mediciones realizadas a fecha de 09/12/09, antes
de ejecutarse el refuerzo del firme, mientras que en la tabla 20 se representan las
mediciones a fecha de 09/03/10, tras haberse realizado el refuerzo del firme.
Ramal P.K. Tª
Pavimento Carga (Kpa)
Defl. 1 (10 mm)
Defl. 2 (10-2 mm)
Defl. 3 (10-2 mm)
Defl. 4 (10-2 mm)
Defl. 5 (10-2 mm)
Defl. 6 (10-2 mm)
Defl. 7 (10-2 mm)
Defl. 8 (10-2 mm)
Defl. 9 (10-2 mm)
6 0 22,6 842 17,2 14,4 12,9 10,9 9,1 5,7 2,4 1,7 0,1
6 20 22,6 863 11,3 9,3 8,4 7,1 6,0 4,1 2,2 1,8 0,1
6 40 22,6 855 10,3 7,9 7,0 5,8 4,8 3,0 1,3 1,1 0,1
6 60 22,6 848 11,2 9,0 7,6 6,2 4,8 2,7 0,6 0,5 0,1
6 80 22,6 839 15,4 12,9 11,3 9,4 7,6 4,2 0,8 0,3 0,1
6 100 22,6 839 12,8 10,3 8,9 7,2 5,4 2,9 0,9 0,6 0,1
6 120 22,6 835 12,2 9,7 8,3 6,6 5,0 2,7 0,6 0,2 0,1
6 140 22,6 852 12,7 10,7 9,4 8,0 6,5 4,1 1,7 1,2 0,1
6 161 22,6 847 10,0 8,3 7,5 6,5 5,5 3,7 1,7 1,2 0,1
Tabla 19.- Deflexiones obtenidas sobre la capa de firme del ramal 6 a fecha de 09/12/09
Influ
encia
de la
tempera
tura de p
uesta
en obra de la
s capas d
e aglomera
do asfá
ltico en
relació
n co
n la
capacid
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nte co
nseg
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na ca
pa de firm
e 47
Master en
Planificació
n y Gestió
n en la In
geniería C
ivil
Ramal P.K. Tª
Pavimento Carga (Kpa)
Defl. 1 (10 mm)
Defl. 2 (10-2 mm)
Defl. 3 (10-2 mm)
Defl. 4 (10-2 mm)
Defl. 5 (10-2 mm)
Defl. 6 (10-2 mm)
Defl. 7 (10-2 mm)
Defl. 8 (10-2 mm)
6 0 26,1 852 31,4 26,3 22,8 18,8 14,8 8,0 2,4 1,6
6 20 25,5 861 17,2 13,9 12,7 11,1 9,5 6,2 2,5 1,8
6 40 23,1 850 14,3 11,6 10,4 9,0 7,7 5,1 2,4 1,8
6 60 24,0 854 11,2 8,4 7,6 6,5 5,5 3,6 1,5 1,1
6 80 23,8 844 18,3 15,2 13,5 11,3 9,3 5,4 1,7 0,9
6 100 24,9 859 16,8 13,8 12,4 10,5 8,6 4,9 1,2 0,5
6 120 24,0 841 11,7 9,2 8,0 6,8 5,5 3,3 1,2 0,9
6 140 23,8 846 13,4 11,0 9,9 8,4 7,0 4,2 1,2 0,7
6 161 23,9 838 17,9 14,4 12,9 11,1 9,3 5,9 2,2 1,5
Tabla 20.- Deflexiones obtenidas sobre el refuerzo de capa de firme en el ramal 6 a fecha de 09/03/10
Influ
encia
de la
tempera
tura de p
uesta
en obra de la
s capas d
e aglomera
do asfá
ltico en
relació
n co
n la
capacid
ad porta
nte co
nseg
uida del refu
erzo de u
na ca
pa de firm
e 48
Master en
Planificació
n y Gestió
n en la In
geniería C
ivil
Master en Planificación y Gestión en la Ingeniería Civil
Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
49
3.3.5.- Ensayos realizados y Resultados
Tras la representación en las tablas anteriores de las características ambientales, las
temperaturas de la mezcla asfáltica de refuerzo y de las deflexiones en cada ramal, se
procede, en primer lugar, a realizar el estudio con todos los datos y mediciones de los
cuatro ramales conjuntamente.
Para ello, se procede a la determinación de la deflexión de cálculo de cada ramal tanto
en las mediciones de diciembre de 2009 como en las mediciones de marzo de 2010.
Una vez obtenido las tablas donde se determinan las deflexiones de cálculo, se obtienen
los decrementos de deflexiones para cada ramal.
Con estos valores de los decrementos y junto a las temperaturas de inicio y final de
compactación, procedemos a realizar el estudio relacionando las temperaturas con los
decrementos obtenidos obteniendo con ello unos resultados que evaluamos a
continuación.
Master en Planificación y Gestión en la Ingeniería Civil
Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
50
3.3.5.1.- Caso 1. Estudio de los cuatro ramales conjuntamente
Para el caso del estudio de los cuatro ramales conjuntamente, los pasos que se han
llevado a cabo son los siguientes:
.- Para cada ramal, y en las fechas correspondientes, se obtiene la deflexión máxima de
todos los sensores del deflectómetro en cada punto kilométrico. Tras esta determinación
consideramos una deflexión patrón en cada punto kilométrico.
.- Se calcula la media de cada ramal a partir de las deflexiones patrón obtenidas y su
desviación típica.
.- Determinamos la deflexión característica de cada ramal mediante la siguiente
expresión.
σ2+= mdk
.- Ahora se obtienen los coeficientes de corrección de humedad y temperatura de cada
ramal. Estos coeficientes se obtienen en base a unas indicaciones de la Norma 6.3.-IC
“Rehabilitación de firmes” [10], que se han explicado en apartados anteriores.
.- Aplicamos estos coeficientes correctores a la deflexión característica, obteniendo con
ello la deflexión de cálculo para cada ramal.
En las tablas siguientes quedan reflejados las deflexiones de cálculo de cada ramal antes
del refuerzo, tabla 21, y después del refuerzo del firme, tabla 22.
Ramal P.K. Tª
Pavimento
Carga
(Kpa)
Deflexión
Máxima (10-2 mm)
Deflexión
Patrón (10-2 mm)
Media del
tramo
Desviación
Típica
Deflexión
Característica
Coeficiente de
humedad
Coeficiente de
temperatura
Deflexión de
Cálculo
5 0 15,1 918 21,6 22,0
5 20 15,1 914 20,9 21,0
5 40 15,1 911 17,2 17,0
5 60 15,1 893 35,9 36,0
5 80 15,1 904 20,8 21,0
5 100 15,1 912 14,6 15,0
5 120 15,1 889 14,4 14,0
5 140 15,1 923 17,5 18,0
5 160 15,1 897 14,6 15,0
5 180 15,1 903 16,3 16,0
5 200 15,1 898 10,6 11,0
5 220 15,1 882 16,6 17,0
5 240 15,1 889 17,9 18,0
5 260 15,1 883 12,9 13,0
18,14 6,02 30,19 1,30 1,08
42,39
8 0 15,1 882 13,0 13,0
8 20 15,1 975 16,7 17,0
8 40 15,1 882 10,3 11,0
8 60 15,1 869 9,8 10,0
8 80 15,1 881 14,5 15,0
8 100 15,1 873 14,6 15,0
8 120 15,1 876 19,7 20,0
8 140 15,1 889 15,4 16,0
8 160 15,1 925 15,0 15,0
8 180 15,1 870 13,4 14,0
8 200 15,1 895 14,2 15,0
8 220 15,1 882 13,4 14,0
8 240 15,1 884 11,1 12,0
8 260 15,1 877 12,0 12,0
8 280 15,1 893 12,9 13,0
14,13 2,50 19,14 1,30 1,08 26,87
Influ
encia
de la
tempera
tura de p
uesta
en obra de la
s capas d
e aglomera
do asfá
ltico en
relació
n co
n la
capacid
ad porta
nte co
nseg
uida del refu
erzo de u
na ca
pa de firm
e 51
Master en
Plan
ificación y Gestió
n en
la Ingeniería C
ivil
Ramal P.K. Tª
Pavimento
Carga
(Kpa)
Deflexión
Máxima (10-2 mm)
Deflexión
Patrón (10-2 mm)
Media del
tramo
Desviación
Típica
Deflexión
Característica
Coeficiente de
humedad
Coeficiente de
temperatura
Deflexión de
Cálculo
1 0 22,6 866 17,3 18,0
1 20 22,6 861 7,4 8,0
1 40 22,6 862 9,5 10,0
1 60 22,6 866 17,2 18,0
1 80 22,6 863 11,2 12,0
1 100 22,6 860 13,1 13,0
1 120 22,6 830 22,9 23,0
1 140 22,6 858 13,2 14,0
1 160 22,6 875 24,5 25,0
1 180 22,6 865 12,2 13,0
1 200 22,6 848 14,8 15,0
1 220 22,6 855 17,7 18,0
15,58 5,04 25,65 1,30 0,96
32,02
6 0 22,6 842 17,2 18,0
6 20 22,6 863 11,3 18,0
6 40 22,6 855 10,3 11,0
6 60 22,6 848 11,2 12,0
6 80 22,6 839 15,4 16,0
6 100 22,6 839 12,8 13,0
6 120 22,6 835 12,2 12,0
6 140 22,6 852 12,7 13,0
6 161 22,6 847 10,0 10,0
13,67 2,96 19,58 1,30 0,96 24,44
Tabla 21.- Deflexiones de cálculo obtenidas a partir de las mediciones de deflexiones a fecha de 09/12/09 en el caso 1
Influ
encia
de la
tempera
tura de p
uesta
en obra de la
s capas d
e aglomera
do asfá
ltico en
relació
n co
n la
capacid
ad porta
nte co
nseg
uida del refu
erzo de u
na ca
pa de firm
e 52
Master en
Plan
ificación y Gestió
n en
la Ingeniería C
ivil
Ramal P.K. Tª
Pavimento
Carga
(Kpa)
Deflexión
Máxima (10-2 mm)
Deflexión
Patrón (10-2 mm)
Media del
tramo
Desviación
Típica
Deflexión
Característica
Coeficiente de
humedad
Coeficiente de
temperatura
Deflexión de
Cálculo
5 0 20,8 872 25,2 25,0
5 20 23,5 891 31,2 31,0
5 40 24,5 865 25,6 26,0
5 60 24,4 856 22,7 23,0
5 80 24,7 857 38,8 39,0
5 100 23,0 866 22,3 22,0
5 120 22,0 868 21,6 21,0
5 140 22,0 882 18,2 18,0
5 160 22,7 856 19,9 20,0
5 180 20,8 851 27,9 28,0
5 200 20,7 869 14,0 14,0
5 220 21,7 863 23,6 24,0
5 240 22,2 877 26,4 26,0
5 260 23,5 865 14,7 15,0
23,7 6,5 36,7 1,00 0,96
35,20
8 0 21,1 871 14,9 15,0
8 20 20,8 856 16,1 16,0
8 40 21,9 865 12,0 12,0
8 60 21,1 865 12,1 12,0
8 80 21,9 849 15,2 15,0
8 100 22,0 843 17,0 17,0
8 120 21,8 834 24,0 24,0
8 140 22,4 843 20,0 20,0
8 160 21,5 851 17,8 18,0
8 180 20,8 851 16,0 16,0
8 200 20,8 863 16,7 17,0
8 220 20,8 857 15,9 16,0
8 240 20,8 855 16,7 17,0
8 260 21,4 846 20,3 20,0
8 280 20,9 849 21,7 22,0
17,13 3,31 23,76 1,00 0,98
23,29
Influ
encia
de la
tempera
tura de p
uesta
en obra de la
s capas d
e aglomera
do asfá
ltico en
relació
n co
n la
capacid
ad porta
nte co
nseg
uida del refu
erzo de u
na ca
pa de firm
e
Master en
Plan
ificación y Gestió
n en
la Ingeniería C
ivil
53
Ramal P.K. Tª
Pavimento
Carga
(Kpa)
Deflexión
Máxima (10-2 mm)
Deflexión
Patrón (10-2 mm)
Media del
tramo
Desviación
Típica
Deflexión
Característica
Coeficiente de
humedad
Coeficiente de
temperatura
Deflexión de
Cálculo
1 0 25,3 878 27,8 28,0
1 20 25,4 860 9,6 9,0
1 40 25,7 880 11,0 11,0
1 60 25,7 861 17,6 17,0
1 80 26,1 890 13,3 13,0
1 100 25,4 856 15,9 16,0
1 120 25,2 852 23,3 23,0
1 140 27,7 850 13,9 14,0
1 160 26,8 854 22,8 23,0
1 180 27,0 848 15,7 15,0
1 200 26,2 850 17,4 17,0
1 220 26,0 850 19,6 19,0
17,08 5,45 27,99 1,00 0,92
25,75
6 0 26,1 852 18,1 18,0
6 20 25,5 861 17,2 17,0
6 40 23,1 850 14,3 14,0
6 60 24,0 854 11,2 11,0
6 80 23,8 844 18,3 18,0
6 100 24,9 859 16,8 16,0
6 120 24,0 841 11,7 11,0
6 140 23,8 846 13,4 13,0
6 161 23,9 838 17,9 18,0
15,11 2,93 20,98 1,00 0,94 19,72
Tabla 22.- Deflexiones de cálculo obtenidas a partir de las mediciones de deflexiones a fecha de 09/03/10 en el caso 1
Influ
encia
de la
tempera
tura de p
uesta
en obra de la
s capas d
e aglomera
do asfá
ltico en
relació
n co
n la
capacid
ad porta
nte co
nseg
uida del refu
erzo de u
na ca
pa de firm
e 54
Master en
Plan
ificación y Gestió
n en
la Ingeniería C
ivil
Master en Planificación y Gestión en la Ingeniería Civil
Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
55
Tras la determinación de las deflexiones de cálculo de cada ramal, obtenemos los
decrementos de deflexiones de cada ramal como se aprecia en la tabla 23.
Ramal P.K. Deflexión de Cálculo
(09/12/09)
Deflexión de Cálculo
(09/03/10) ∆ Deflexiones
5 0
5 20
5 40
5 60
5 80
5 100
5 120
5 140
5 160
5 180
5 200
5 220
5 240
5 260
42,39 35,20 7,19
8 0
8 20
8 40
8 60
8 80
8 100
8 120
8 140
8 160
8 180
8 200
8 220
8 240
8 260
8 280
26,87 23,29 3,59
1 0
1 20
1 40
1 60
1 80
1 100
1 120
1 140
1 160
1 180
1 200
1 220
32,02 25,75 6,27
6 0
6 20
6 40
6 60
6 80
6 100
6 120
6 140
6 161
24,44 19,72 4,72
Tabla 23.- Cálculo del decremento de deflexiones en el caso 1
Master en Planificación y Gestión en la Ingeniería Civil
Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
56
Ahora procedemos a la comparación de los resultados de los decrementos de
deflexiones obtenidos para cada ramal con las temperaturas tanto del inicio como del
final de compactación de la mezcla asfáltica de refuerzo. Para ello se calcula una media
de las temperaturas de inicio y de compactación de los puntos kilométricos de cada
ramal y, a continuación, lo relacionamos con el decremento correspondiente de cada
ramal.
En primer lugar vamos a representar los decrementos de deflexión en relación a las
temperaturas de inicio de compactación.
Ramal Tª Inicio
Compactación ∆ Deflexiones
5 146,8 7,19
8 141,4 3,59
1 142,4 6,27
6 144,3 4,72
Tabla 24.- Relación ∆ Deflexiones y Temperatura de inicio de
compactación de cada ramal
141
142
143
144
145
146
147
148
0 1 2 3 4 5 6 7 8
∆ Deflexiones
Tª
Inic
io C
om
pa
cta
ció
n
Figura 5.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de inicio de
compactación y el decremento de deflexiones para el caso 1
Una vez hemos representado los puntos, se ha obtenido la función lineal que
caracterizan dichos puntos basándose en la aproximación de mínimos cuadrados.
Master en Planificación y Gestión en la Ingeniería Civil
Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
57
De manera análoga, ahora se representan los decrementos de deflexión en relación a las
temperaturas de final de compactación.
Ramal Tª Final
Compactación ∆ Deflexiones
5 119,9 7,19
8 115,2 3,59
1 116,0 6,27
6 118,0 4,72
Tabla 25.- Relación ∆ Deflexiones y Temperatura de final de
compactación de cada ramal
114
115
116
117
118
119
120
121
0 1 2 3 4 5 6 7 8
∆ Deflexiones
Tª
Fin
al
Co
mp
acta
ció
n
Figura 6.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de final de
compactación y el decremento de deflexiones para el caso 1
Como se puede apreciar en los dos gráficos, ver figura 5 y 6, la tendencia que producen
es la misma en ambas y la cual discutiremos más adelante.
Una vez se han representado los resultados obtenidos en el caso del estudio de los
cuatro ramales conjuntamente se procede a realizar el estudio de los cuatro ramales por
separado.
Master en Planificación y Gestión en la Ingeniería Civil
Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
58
3.3.5.2.- Caso 2. Estudio de cada ramal por separado
En el caso del estudio de cada ramal por separado, obtendremos para cada punto
kilométrico de cada ramal, una deflexión de cálculo diferente. Para su obtención
seguimos una seria de pasos que se muestran a continuación.
.- Calculamos la media de las deflexiones de todos los sensores en cada punto
kilométrico, así como la desviación típica correspondiente.
.- Tras la obtención de la media y la desviación típica, determinamos la deflexión
característica en cada punto kilométrico a partir de la siguiente expresión.
σ2+= md k
.- Ahora se procede a la obtención de los coeficientes correctores de humedad y
temperatura y aplicados a la deflexión característica de cada punto kilométrico,
obtenemos las deflexiones de cálculo en cada punto kilométrico.
En las tablas siguientes, tabla 26 y 27, se representan las deflexiones de cálculo de cada
punto kilométrico del ramal 5 antes y después del refuerzo del firme.
Tabla 26.- Deflexiones de cálculo obtenidas a partir de las mediciones de deflexiones a fecha de 09/12/09 del ramal 5 en el caso 2
Ramal P.K. Tª
Pavimento Carga (Kpa)
Media del
tramo
Desviación
Típica
Deflexión
Característica
Coeficiente de
humedad
Coeficiente de
temperatura
Deflexión de
Cálculo
5 0 15,1 918 10,90 7,38 25,65 1,30 1,08 36,02
5 20 15,1 914 10,05 7,23 24,51 1,30 1,08 34,41
5 40 15,1 911 7,76 5,97 19,69 1,30 1,08 27,65
5 60 15,1 893 16,54 12,65 41,84 1,30 1,08 58,74
5 80 15,1 904 9,98 7,09 24,15 1,30 1,08 33,90
5 100 15,1 912 6,54 5,06 16,66 1,30 1,08 23,38
5 120 15,1 889 7,24 4,91 17,06 1,30 1,08 23,95
5 140 15,1 923 7,93 6,08 20,09 1,30 1,08 28,21
5 160 15,1 897 7,01 5,00 17,00 1,30 1,08 23,87
5 180 15,1 903 7,48 5,76 19,00 1,30 1,08 26,67
5 200 15,1 898 5,06 3,52 12,11 1,30 1,08 17,00
5 220 15,1 882 8,65 5,66 19,96 1,30 1,08 28,03
5 240 15,1 889 8,86 6,11 21,08 1,30 1,08 29,60
5 260 15,1 883 6,78 4,18 15,14 1,30 1,08 21,26
Influencia de la
temperatura de puesta
en obra de la
s capas de aglomerado asfáltico
en rela
ción con la
capacidad portante co
nseguida del refu
erzo de una capa de firm
e 59
Master en
Plan
ificación y Gestió
n en
la Ingeniería C
ivil
Ramal P.K. Tª
Pavimento Carga (Kpa)
Media del
tramo
Desviación
Típica
Deflexión
Característica
Coeficiente de
humedad
Coeficiente de
temperatura
Deflexión de
Cálculo
5 0 15,1 918 12,64 8,30 29,23 1,00 0,96 28,06
5 20 15,1 914 13,55 10,93 35,41 1,00 0,96 34,00
5 40 15,1 911 12,11 8,87 29,85 1,00 0,96 28,66
5 60 15,1 893 11,20 7,90 27,00 1,00 0,96 25,92
5 80 15,1 904 17,21 13,84 44,89 1,00 0,96 43,09
5 100 15,1 912 10,25 7,69 25,63 1,00 0,96 24,60
5 120 15,1 889 9,11 7,70 24,51 1,00 0,96 23,53
5 140 15,1 923 7,78 6,55 20,88 1,00 0,96 20,05
5 160 15,1 897 9,79 6,84 23,47 1,00 0,96 22,53
5 180 15,1 903 13,68 10,20 34,07 1,00 0,96 32,71
5 200 15,1 898 6,04 4,85 15,74 1,00 0,96 15,11
5 220 15,1 882 9,98 8,23 26,44 1,00 0,96 25,39
5 240 15,1 889 12,63 8,94 30,51 1,00 0,96 29,29
5 260 15,1 883 7,06 5,00 17,07 1,00 0,96 16,39
Tabla 27.- Deflexiones de cálculo obtenidas a partir de las mediciones de deflexiones a fecha de 09/03/10 del ramal 5 en el caso 2
Influencia de la
temperatura de puesta
en obra de la
s capas de aglomerado asfáltico
en rela
ción con la
capacidad portante co
nseguida del refu
erzo de una capa de firm
e 60
Master en
Plan
ificación y Gestió
n en
la Ingeniería C
ivil
Master en Planificación y Gestión en la Ingeniería Civil
Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
61
Tras la determinación de las deflexiones de cálculo del ramal 5, obtenemos los
decrementos de deflexiones del ramal como se aprecia en la tabla 28.
Ramal P.K. Deflexión de Cálculo
(09/12/09)
Deflexión de Cálculo
(09/03/10)
∆
Deflexiones
5 0 36,02 28,06 7,95
5 20 34,41 34,00 0,42
5 40 27,65 28,66 -1,01
5 60 58,74 25,92 32,82
5 80 33,90 43,09 -9,19
5 100 23,38 24,60 -1,22
5 120 23,95 23,53 0,42
5 140 28,21 20,05 8,16
5 160 23,87 22,53 1,35
5 180 26,67 32,71 -6,03
5 200 17,00 15,11 1,89
5 220 28,03 25,39 2,64
5 240 29,60 29,29 0,31
5 260 21,26 16,39 4,88
Tabla 28.- Cálculo del decremento de deflexiones en el ramal 5 en el caso 2
Tras la determinación de los decrementos de deflexiones en cada punto kilométrico se
procede a representar dichos decrementos en relación a las temperaturas de inicio y final
de compactación. En primer lugar observaremos la relación con las temperaturas de
inicio de compactación y seguidamente la relación con las temperaturas de final de
compactación.
Ramal P.K. Tª Inicio Compactación ∆ Deflexiones
5 0 147,0 7,95
5 20 147,0 0,42
5 40 146,0 -1,01
5 60 147,5 32,82
5 80 148,0 -9,19
5 100 148,0 -1,22
5 120 149,2 0,42
5 140 149,1 8,16
5 160 149,0 1,35
5 180 149,0 -6,03
5 200 147,7 1,89
5 220 147,7 2,64
5 240 140,0 0,31
5 260 140,0 4,88
Tabla 29.- Relación ∆ Deflexiones y Temperatura de
inicio de compactación del ramal 5
Master en Planificación y Gestión en la Ingeniería Civil
Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
62
Figura 7.- Representación gráfica de la correlación entre la temperatura de inicio de
compactación y el decremento de deflexiones en el ramal 5 en el caso 2
En la tabla 29 podemos observar que aparecen ciertos valores negativos, esto representa
que la capacidad portante del firme antes del refuerzo es mejor que después de ejecutar
dicho refuerzo. Esto es un hecho insólito ya que la ejecución del refuerzo de un firme se
realiza con el fin de mejorar la capacidad portante de dicho firme por lo que nunca
debería de aparecer ningún decremento de deflexión negativa. Por tanto, debemos de
desechar dichos valores ya que no nos ayudan en nuestro estudio así como valores muy
altos de decrementos ya que no es habitual que la diferencia sea tan grande. Con todo
esto la relación de temperaturas de inicio de compactación y decrementos de
deflexiones queda de la siguiente manera.
138
140
142
144
146
148
150
0 1 2 3 4 5 6
∆ Deflexiones
Tª
Inic
io C
om
pact
aci
ón
Figura 8.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de inicio de compactación y el
decremento de deflexiones en el ramal 5 en el caso 2
Master en Planificación y Gestión en la Ingeniería Civil
Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
63
Obtenidos ya los resultados correspondientes a la relación de las temperaturas de inicio
de compactación con los decrementos de deflexiones, se procede a obtener los
resultados de las temperaturas de final de compactación con los decrementos de
deflexiones.
Ramal P.K. Tª Final
Compactación ∆ Deflexiones
5 0 119,1 7,95
5 20 119,1 0,42
5 40 118,3 -1,01
5 60 119,5 32,82
5 80 119,9 -9,19
5 100 119,9 -1,22
5 120 120,9 0,42
5 140 120,8 8,16
5 160 120,8 1,35
5 180 120,7 -6,03
5 200 123,3 1,89
5 220 123,3 2,64
5 240 116,9 0,31
5 260 116,9 4,88
Tabla 30.- Relación ∆ Deflexiones y Temperatura de final de
compactación del ramal 5
Figura 9.- Representación gráfica de la correlación entre la temperatura de final de compactación y
el decremento de deflexiones en el ramal 5 en el caso 2
Master en Planificación y Gestión en la Ingeniería Civil
Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
64
116
117
118
119
120
121
122
123
124
0 1 2 3 4 5 6
∆ Deflexiones
Tª
Fin
al
Co
mp
act
aci
ón
De igual manera que hemos realizado anteriormente se procede a desechar aquellos
valores que posean un valor negativo o un valor elevado por su incoherencia.
Figura 10.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de final de compactación y el
decremento de deflexiones en el ramal 5 en el caso 2
Tras la representación de dichos puntos y el ajuste de la regresión lineal se puede
apreciar que ambos gráficos presentan una tendencia similar aunque la pendiente es más
acusada en uno que en otro. En adelante analizaremos profundamente los resultados.
Ahora procedemos a exponer, determinar y representar los resultados que se han
obtenido en el ramal 8.
En primer lugar, se procede a la determinación de la deflexión de cálculo del ramal 8, a
partir de la obtención de la deflexión característica y de los coeficientes correctores de
humedad y temperatura.
Ramal P.K. Tª
Pavimento Carga (Kpa)
Media del
tramo
Desviación
Típica
Deflexión
Característica
Coeficiente de
humedad
Coeficiente de
temperatura
Deflexión de
Cálculo
8 0 15,1 882 6,58 4,04 14,66 1,30 1,08 20,58
8 20 15,1 975 8,44 5,40 19,23 1,30 1,08 27,00
8 40 15,1 882 5,19 3,28 11,75 1,30 1,08 16,50
8 60 15,1 869 5,01 3,16 11,33 1,30 1,08 15,91
8 80 15,1 881 8,00 4,67 17,35 1,30 1,08 24,36
8 100 15,1 873 7,76 4,78 17,32 1,30 1,08 24,31
8 120 15,1 876 11,30 6,37 24,04 1,30 1,08 33,75
8 140 15,1 889 8,48 5,01 18,49 1,30 1,08 25,96
8 160 15,1 925 7,81 4,92 17,65 1,30 1,08 24,78
8 180 15,1 870 7,10 4,28 15,66 1,30 1,08 21,99
8 200 15,1 895 7,03 4,61 16,24 1,30 1,08 22,81
8 220 15,1 882 6,86 4,34 15,53 1,30 1,08 21,81
8 240 15,1 884 5,79 3,35 12,48 1,30 1,08 17,52
8 260 15,1 877 6,45 3,71 13,88 1,30 1,08 19,48
8 280 15,1 893 7,05 4,01 15,07 1,30 1,08 21,16
Tabla 31.- Deflexiones de cálculo obtenidas a partir de las mediciones de deflexiones a fecha de 09/12/09 del ramal 8 en el caso 2
Influ
encia
de la
tempera
tura de p
uesta
en obra de la
s capas d
e aglomera
do asfá
ltico en
relació
n co
n la
capacid
ad porta
nte co
nseg
uida del refu
erzo de u
na ca
pa de firm
e 65
Master en
Plan
ificación y Gestió
n en
la Ingeniería C
ivil
Ramal P.K. Tª
Pavimento Carga (Kpa)
Media del
tramo
Desviación
Típica
Deflexión
Característica
Coeficiente de
humedad
Coeficiente de
temperatura
Deflexión de
Cálculo
8 0 21,1 871 7,75 4,51 16,78 1,00 0,98 16,44
8 20 20,8 856 8,38 5,26 18,89 1,00 0,98 18,51
8 40 21,9 865 6,13 3,86 13,84 1,00 0,98 13,56
8 60 21,1 865 5,66 3,80 13,26 1,00 0,98 13,00
8 80 21,9 849 8,28 4,87 18,02 1,00 0,98 17,66
8 100 22,0 843 8,94 5,62 20,17 1,00 0,98 19,77
8 120 21,8 834 13,55 7,77 29,09 1,00 0,98 28,51
8 140 22,4 843 11,08 6,65 24,38 1,00 0,98 23,89
8 160 21,5 851 9,26 5,85 20,96 1,00 0,98 20,54
8 180 20,8 851 8,49 5,30 19,10 1,00 0,98 18,72
8 200 20,8 863 8,46 5,52 19,49 1,00 0,98 19,10
8 220 20,8 857 7,86 5,06 17,98 1,00 0,98 17,62
8 240 20,8 855 8,48 5,47 19,42 1,00 0,98 19,04
8 260 21,4 846 10,16 6,66 23,49 1,00 0,98 23,02
8 280 20,9 849 10,51 7,03 24,58 1,00 0,98 24,09
Tabla 32.- Deflexiones de cálculo obtenidas a partir de las mediciones de deflexiones a fecha de 09/03/10 del ramal 8 en el caso 2
Influ
encia
de la
tempera
tura de p
uesta
en obra de la
s capas d
e aglomera
do asfá
ltico en
relació
n co
n la
capacid
ad porta
nte co
nseg
uida del refu
erzo de u
na ca
pa de firm
e 66
Master en
Plan
ificación y Gestió
n en
la Ingeniería C
ivil
Master en Planificación y Gestión en la Ingeniería Civil
Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
67
Una vez determinados las deflexiones de cálculo del ramal 8, obtenemos los
decrementos de deflexiones del ramal como se aprecia en la tabla 33.
Ramal P.K. Deflexión de Cálculo
(09/12/09)
Deflexión de Cálculo
(09/03/10)
∆
Deflexiones
8 0 20,58 16,44 4,14
8 20 27,00 18,51 8,49
8 40 16,50 13,56 2,94
8 60 15,91 13,00 2,91
8 80 24,36 17,66 6,70
8 100 24,31 19,77 4,55
8 120 33,75 28,51 5,24
8 140 25,96 23,89 2,08
8 160 24,78 20,54 4,24
8 180 21,99 18,72 3,27
8 200 22,81 19,10 3,70
8 220 21,81 17,62 4,19
8 240 17,52 19,04 -1,51
8 260 19,48 23,02 -3,54
8 280 21,16 24,09 -2,92
Tabla 33.- Cálculo del decremento de deflexiones en el ramal 8 en el caso 2
Una vez que hemos determinado los decrementos de deflexiones en cada punto
kilométrico se procede a representar, en primer lugar, dichos decrementos en relación a
las temperaturas de inicio de compactación.
Ramal P.K. Tª Inicio
Compactación ∆ Deflexiones
8 0 140,4 4,14
8 20 140,4 8,49
8 40 142,0 2,94
8 60 141,0 2,91
8 80 141,0 6,70
8 100 141,0 4,55
8 120 140,4 5,24
8 140 140,4 2,08
8 160 140,4 4,24
8 180 142,2 3,27
8 200 141,8 3,70
8 220 140,4 4,19
8 240 143,0 -1,51
8 260 143,2 -3,54
8 280 143,5 -2,92
Tabla 34.- Relación ∆ Deflexiones y Temperatura de inicio de
compactación del ramal 8
Master en Planificación y Gestión en la Ingeniería Civil
Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
68
140
141
142
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
∆ Deflexiones
Tª
Inic
io C
om
pa
ctaci
ón
Figura 11.- Representación gráfica de la correlación entre la temperatura de inicio de
compactación y el decremento de deflexiones en el ramal 8 en el caso 2
Como se aprecia en la tabla 34 también aparecen ciertos valores con signo negativo por
lo que vamos a despreciarlos en nuestro estudio. Una vez representado los puntos
idóneos para el estudio ajustamos el gráfico a una función lineal basándonos en la
aproximación de mínimos cuadrados.
Figura 12.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de inicio de
compactación y el decremento de deflexiones en el ramal 8 en el caso 2
Una vez obtenidos los resultados de la relación entre las temperaturas de inicio de
compactación y los decrementos de deflexiones, se procede a estudiar la relación entre
las temperaturas de final de compactación y los decrementos de deflexiones del ramal 8.
Master en Planificación y Gestión en la Ingeniería Civil
Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
69
Ramal P.K. Tª Final
Compactación ∆ Deflexiones
8 0 117,2 4,14
8 20 117,2 8,49
8 40 118,6 2,94
8 60 117,7 2,91
8 80 117,7 6,70
8 100 117,7 4,55
8 120 117,2 5,24
8 140 111,9 2,08
8 160 111,9 4,24
8 180 113,3 3,27
8 200 113,0 3,70
8 220 111,9 4,19
8 240 114,0 -1,51
8 260 114,1 -3,54
8 280 114,4 -2,92
Tabla 35.- Relación ∆ Deflexiones y Temperatura de final de
compactación del ramal 8
De igual manera que anteriormente en la tabla 35 aparecen unos decrementos de
deflexiones que presentan valores negativos por lo que despreciamos dichos valores
porque no son útiles para nuestro estudio.
Figura 13.- Representación gráfica de la correlación entre la temperatura de final de
compactación y el decremento de deflexiones en el ramal 8 en el caso 2
Master en Planificación y Gestión en la Ingeniería Civil
Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
70
111
112
113
114
115
116
117
118
119
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
∆ Deflexiones
Tª
Fin
al
Co
mp
act
aci
ón
Tras el desprecio de estos valores volvemos a representar el gráfico ajustando los
distintos puntos a una regresión lineal a partir de la aproximación de mínimos
cuadrados.
Figura 14.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de final de compactación
y el decremento de deflexiones en el ramal 8 en el caso 2
En este caso, la tendencia que sigue la función lineal es distinta para cada caso. Más
adelante analizaremos dichos resultados.
Ahora pasamos a determinar y evaluar los resultados que se obtienen de las mediciones
realizadas en el ramal 1 del enlace.
Procedemos en primer lugar a evaluar las deflexiones de cálculo del ramal 1, partiendo
las deflexiones características de cada punto kilométrico y de los coeficientes
correctores de humedad y temperatura.
Ramal P.K. Tª
Pavimento Carga (Kpa)
Media del
tramo
Desviación
Típica
Deflexión
Característica
Coeficiente de
humedad
Coeficiente de
temperatura
Deflexión de
Cálculo
1 0 22,6 866 9,03 5,52 20,06 1,30 0,96 25,03
1 20 22,6 861 3,64 2,14 7,92 1,30 0,96 9,88
1 40 22,6 862 4,54 2,78 10,10 1,30 0,96 12,60
1 60 22,6 866 9,19 5,61 20,41 1,30 0,96 25,47
1 80 22,6 863 5,18 3,81 12,80 1,30 0,96 15,98
1 100 22,6 860 7,09 4,26 15,60 1,30 0,96 19,47
1 120 22,6 830 12,68 6,92 26,52 1,30 0,96 33,10
1 140 22,6 858 6,53 4,27 15,06 1,30 0,96 18,80
1 160 22,6 875 13,11 7,67 28,44 1,30 0,96 35,50
1 180 22,6 865 6,63 3,68 13,99 1,30 0,96 17,46
1 200 22,6 848 7,93 4,68 17,28 1,30 0,96 21,56
1 220 22,6 855 9,49 5,63 20,75 1,30 0,96 25,89
1 240 22,6 869 11,81 8,46 28,73 1,30 0,96 35,85
Tabla 36.- Deflexiones de cálculo obtenidas a partir de las mediciones de deflexiones a fecha de 09/12/09 del ramal 1 en el caso 2
Influ
encia
de la
tempera
tura de p
uesta
en obra de la
s capas d
e aglomera
do asfá
ltico en
relació
n co
n la
capacid
ad porta
nte co
nseg
uida del refu
erzo de u
na ca
pa de firm
e 71
Master en
Plan
ificación y Gestió
n en
la Ingeniería C
ivil
Ramal P.K. Tª
Pavimento Carga (Kpa)
Media del
tramo
Desviación
Típica
Deflexión
Característica
Coeficiente de
humedad
Coeficiente de
temperatura
Deflexión de
Cálculo
1 0 25,3 878 12,78 9,16 31,10 1,00 0,92 28,61
1 20 25,4 860 4,21 3,07 10,36 1,00 0,92 9,53
1 40 25,7 880 4,81 3,25 11,32 1,00 0,92 10,41
1 60 25,7 861 9,64 5,58 20,80 1,00 0,92 19,14
1 80 26,1 890 5,75 4,54 14,84 1,00 0,92 13,65
1 100 25,4 856 8,24 5,12 18,49 1,00 0,92 17,01
1 120 25,2 852 13,08 6,97 27,02 1,00 0,92 24,85
1 140 27,7 850 7,08 4,53 16,14 1,00 0,92 14,85
1 160 26,8 854 12,71 7,04 26,78 1,00 0,92 24,64
1 180 27,0 848 8,59 4,78 18,15 1,00 0,92 16,70
1 200 26,2 850 8,60 5,42 19,43 1,00 0,92 17,88
1 220 26,0 850 10,24 6,15 22,53 1,00 0,92 20,73
1 240 25,7 880 16,43 14,01 44,45 1,00 0,92 40,90
Tabla 37.- Deflexiones de cálculo obtenidas a partir de las mediciones de deflexiones a fecha de 09/03/10 del ramal 1 en el caso 2
Influ
encia
de la
tempera
tura de p
uesta
en obra de la
s capas d
e aglomera
do asfá
ltico en
relació
n co
n la
capacid
ad porta
nte co
nseg
uida del refu
erzo de u
na ca
pa de firm
e 72
Master en
Plan
ificación y Gestió
n en
la Ingeniería C
ivil
Master en Planificación y Gestión en la Ingeniería Civil
Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
73
Tras la determinación de las deflexiones de cálculo del ramal 1 antes y después del
refuerzo del firme, se ha procedido a la determinación de los decrementos de
deflexiones en cada punto kilométrico, ver tabla 38.
Ramal P.K. Deflexión de Cálculo
(09/12/09)
Deflexión de Cálculo
(09/03/10)
∆
Deflexiones
1 0 25,03 28,61 -3,58
1 20 9,88 9,53 0,36
1 40 12,60 10,41 2,19
1 60 25,47 19,14 6,34
1 80 15,98 13,65 2,33
1 100 19,47 17,01 2,46
1 120 33,10 24,85 8,25
1 140 18,80 14,85 3,94
1 160 35,50 24,64 10,86
1 180 17,46 16,70 0,76
1 200 21,56 17,88 3,68
1 220 25,89 20,73 5,16
1 240 35,85 40,90 -5,05
Tabla 38.- Cálculo del decremento de deflexiones en el ramal 1 en el caso 2
Después de esto se procede a representar, en primer lugar, dichos decrementos de
deflexiones en relación a las temperaturas de inicio de compactación.
Ramal P.K. Tª Inicio
Compactación ∆ Deflexiones
1 0 144,0 -3,58
1 20 143,4 0,36
1 40 144,5 2,19
1 60 144,0 6,34
1 80 143,8 2,33
1 100 139,9 2,46
1 120 140,0 8,25
1 140 140,0 3,94
1 160 141,0 10,86
1 180 142,2 0,76
1 200 142,4 3,68
1 220 142,6 5,16
1 240 143,8 -5,05
Tabla 39.- Relación ∆ Deflexiones y Temperatura de inicio de
compactación del ramal 1
Master en Planificación y Gestión en la Ingeniería Civil
Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
74
139
140
141
142
143
144
145
0 2 4 6 8 10 12
∆ Deflexiones
Tª
Inic
io C
om
pa
cta
ció
n
Figura 15.- Representación gráfica de la correlación entre la temperatura de inicio de
compactación y el incremento de deflexiones en el ramal 1 en el caso 2
Como se aprecia tanto en la tabla 39 como en el gráfico, ver figura 15, aparecen ciertos
decrementos en valor negativo que, como se ha realizado en los ramales anteriores, hay
que despreciar en nuestro estudio ya que no nos ayuda en absoluto.
Tras haber despreciado los valores negativos de los decrementos de deflexión se
representan los distintos puntos y se ajustan a la función lineal con la aproximación de
mínimos cuadrados.
Figura 16.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de inicio de
compactación y el decremento de deflexiones en el ramal 1 en el caso 2
Master en Planificación y Gestión en la Ingeniería Civil
Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
75
Una vez que se ha obtenido dicho análisis se procede a determinar la relación que existe
de los decrementos de deflexiones obtenidos anteriormente con las temperaturas de final
de compactación.
Ramal P.K. Tª Final
Compactación ∆ Deflexiones
1 0 114,8 -3,58
1 20 114,3 0,36
1 40 118,2 2,19
1 60 117,8 6,34
1 80 117,6 2,33
1 100 114,4 2,46
1 120 114,5 8,25
1 140 114,5 3,94
1 160 115,3 10,86
1 180 116,3 0,76
1 200 116,5 3,68
1 220 116,6 5,16
1 240 117,6 -5,05
Tabla 40.- Relación ∆ Deflexiones y Temperatura final de compactación
del ramal 1
Figura 17.- Representación gráfica de la correlación entre la temperatura de final de
compactación y el incremento de deflexiones en el ramal 1 en el caso 2
En este caso, en la tabla 40 podemos apreciar que también aparecen decrementos de
deflexión en valor negativo, por lo que desechamos dichos valores negativos para seguir
con nuestro estudio.
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Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
76
114
115
116
117
118
119
0 2 4 6 8 10 12
∆ Deflexiones
Tª
Fin
al C
om
pa
ctaci
ón
Tras despreciar estos decrementos negativos representamos los restantes decrementos y
ajustamos los puntos en base a la aproximación de mínimos cuadrados a una función
lineal.
Figura 18.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de final de
compactación y el incremento de deflexiones en el ramal 1 en el caso 2
Si apreciamos los dos gráficos, ver figura 17 y 18, se observa que la tendencia que
presentan es similar en ambas. En el siguiente apartado comentaremos más
detalladamente los resultados.
Por último, nos queda analizar los resultados del ramal 6. Con ello habremos acabado
con todos los ensayos y mediciones de este estudio y pasaremos a un análisis más
íntegro de los resultados obtenidos.
Se procede, en primer lugar, a la obtención de las deflexiones de cálculo del ramal 6, en
base de las deflexiones características y los coeficientes correctores de humedad y
temperatura.
Ramal P.K. Tª
Pavimento Carga (Kpa)
Media del
tramo
Desviación
Típica
Deflexión
Característica
Coeficiente de
humedad
Coeficiente de
temperatura
Deflexión de
Cálculo
6 0 22,6 842 9,29 5,64 20,56 1,30 0,96 25,66
6 20 22,6 863 6,28 3,40 13,08 1,30 0,96 16,32
6 40 22,6 855 5,15 3,25 11,65 1,30 0,96 14,54
6 60 22,6 848 5,33 3,90 13,13 1,30 0,96 16,39
6 80 22,6 839 7,74 5,57 18,87 1,30 0,96 23,55
6 100 22,6 839 6,13 4,47 15,06 1,30 0,96 18,79
6 120 22,6 835 5,66 4,34 14,33 1,30 0,96 17,89
6 140 22,6 852 6,79 4,19 15,17 1,30 0,96 18,93
6 161 22,6 847 5,55 3,15 11,84 1,30 0,96 14,78
Tabla 41.- Deflexiones de cálculo obtenidas a partir de las mediciones de deflexiones a fecha de 09/12/09 del ramal 6 en el caso 2
Influ
encia
de la
tempera
tura de p
uesta
en obra de la
s capas d
e aglomera
do asfá
ltico en
relació
n co
n la
capacid
ad porta
nte co
nseg
uida del refu
erzo de u
na ca
pa de firm
e 77
Master en
Plan
ificación y Gestió
n en
la Ingeniería C
ivil
Ramal P.K. Tª
Pavimento Carga (Kpa)
Media del
tramo
Desviación
Típica
Deflexión
Característica
Coeficiente de
humedad
Coeficiente de
temperatura
Deflexión de
Cálculo
6 0 26,1 852 15,76 11,05 37,86 1,00 0,94 35,59
6 20 25,5 861 9,36 5,48 20,33 1,00 0,94 19,11
6 40 23,1 850 7,79 4,43 16,65 1,00 0,94 15,65
6 60 24,0 854 5,68 3,49 12,65 1,00 0,94 11,89
6 80 23,8 844 9,45 6,33 22,12 1,00 0,94 20,79
6 100 24,9 859 8,59 5,93 20,45 1,00 0,94 19,23
6 120 24,0 841 5,83 3,85 13,52 1,00 0,94 12,71
6 140 23,8 846 6,98 4,61 16,19 1,00 0,94 15,22
6 161 23,9 838 9,40 5,84 21,08 1,00 0,94 19,82
Tabla 42.- Deflexiones de cálculo obtenidas a partir de las mediciones de deflexiones a fecha de 09/03/10 del ramal 6 en el caso 2
Influ
encia
de la
tempera
tura de p
uesta
en obra de la
s capas d
e aglomera
do asfá
ltico en
relació
n co
n la
capacid
ad porta
nte co
nseg
uida del refu
erzo de u
na ca
pa de firm
e 78
Master en
Plan
ificación y Gestió
n en
la Ingeniería C
ivil
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Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
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Una vez determinados las deflexiones de cálculo del ramal 6, obtenemos los
decrementos de deflexiones del ramal como se aprecia en la tabla siguiente.
Ramal P.K. Deflexión de Cálculo
(09/12/09)
Deflexión de Cálculo
(09/03/10) ∆ Deflexiones
6 0 25,66 35,59 -9,93
6 20 16,32 19,11 -2,79
6 40 14,54 15,65 -1,11
6 60 16,39 11,89 4,51
6 80 23,55 20,79 2,76
6 100 18,79 19,23 -0,44
6 120 17,89 12,71 5,18
6 140 18,93 15,22 3,72
6 161 14,78 19,82 -5,04
Tabla 43.- Cálculo del decremento de deflexiones en el ramal 6 en el caso 2
Tras el cálculo de los decrementos de las deflexiones en los distintos puntos
kilométricos del ramal 6 se comienza por el estudio y representación de los decrementos
de deflexiones en relación a las temperaturas de inicio de compactación.
Ramal P.K. Tª Inicio
Compactación ∆ Deflexiones
6 0 144,8 -9,93
6 20 144,2 -2,79
6 40 144,6 -1,11
6 60 144,4 4,51
6 80 143,0 2,76
6 100 143,0 -0,44
6 120 143,0 5,18
6 140 147,2 3,72
6 161 144,5 -5,04
Tabla 44.- Relación ∆ Deflexiones y Temperatura de inicio de
compactación del ramal 6
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Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
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0 1 2 3 4 5 6
∆ Deflexiones
Tª In
icio
Com
pact
aci
ón
Figura 19.- Representación gráfica de la correlación entre la temperatura de inicio de
compactación y el decremento de deflexiones en el ramal 6 en el caso 2
Como vemos en la tabla 44 aparecen bastantes decrementos en valor negativo por lo que
debemos de despreciarlos. Solamente nos quedan cuatro puntos útiles para realizar
nuestro estudio obteniendo el siguiente gráfico.
Figura 20.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de inicio de
compactación y el decremento de deflexiones en el ramal 6 en el caso 2
Una vez representado los puntos útiles para el estudio, ajustamos el gráfico a una
función lineal basándonos en la aproximación de mínimos cuadrados.
Tras esta determinación se procede a evaluar la relación entre los decrementos de
deflexiones con las temperaturas de final de compactación.
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Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
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Ramal P.K. Tª Final
Compactación ∆ Deflexiones
6 0 118,4 -9,93
6 20 118,0 -2,79
6 40 118,3 -1,11
6 60 118,1 4,51
6 80 117,0 2,76
6 100 117,0 -0,44
6 120 117,0 5,18
6 140 120,4 3,72
6 161 118,2 -5,04
Tabla 45.- Relación ∆ Deflexiones y Temperatura de final de
compactación del ramal 6
Figura 21.- Representación gráfica de la correlación entre la temperatura de final de compactación
y el decremento de deflexiones en el ramal 6 en el caso 2
Al igual que en el anterior debemos despreciar aquellos decrementos de deflexiones que
aparezcan en valor negativo. Una vez despreciado dichos decrementos se procede a la
representación de los restantes decrementos en relación a las temperaturas
correspondientes ajustando dichos puntos mediante la aproximación de mínimos
cuadrados obteniendo con ello la regresión lineal.
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Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
82
116
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0 1 2 3 4 5 6
∆ Deflexiones
Tª Fin
al C
om
pact
ación
Figura 22.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de final de compactación
y el incremento de deflexiones en el ramal 6 en el caso 2
Una vez representado ambos gráficos apreciamos que la tendencia que presentan ambos
gráficos es idéntica. En el siguiente apartado comentaremos detalladamente los
resultados que se han obtenido.
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Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
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0 1 2 3 4 5 6 7 8
∆ Deflexiones
Tª In
icio
Com
pacta
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n
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121
0 1 2 3 4 5 6 7 8
∆ Deflexiones
Tª F
inal C
om
pact
aci
ón
3.4.- Análisis de los resultados
Los resultados obtenidos anteriormente nos muestran diferencias considerables según el
caso estudiado. Los gráficos obtenidos muestran una serie de resultados, a veces
contradictorios en algunos ramales.
En el caso 1, en el que se estudia la influencia de la temperatura tanto de inicio como de
final de compactación con los decrementos de deflexiones obtenidos en los cuatro
ramales conjuntamente, la tendencia que muestran las figuras 5 y 6 es bastante similar y
refleja que a medida que la temperatura de la capa de refuerzo va disminuyendo, el
decremento de deflexiones también disminuye.
Figura 5.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de inicio de
compactación y el decremento de deflexiones para el caso 1
Figura 6.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de final de
compactación y el decremento de deflexiones para el caso 1
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Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
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∆ Deflexiones
Tª
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0 1 2 3 4 5 6
∆ Deflexiones
Tª
Fin
al
Co
mp
act
aci
ón
Lo que nos viene a decir estas figuras es que la temperatura de la capa de refuerzo, a
medida que vaya disminuyendo, su capacidad portante también lo hace por lo que hay
que tener cierto cuidado con sobrepasar una cierta temperatura, la cual la Norma no
especifica cual es, ya que con ello estaríamos perdiendo capacidad portante del firme.
En el caso 2 en el que se ha estudiado los ramales por separado encontramos una serie
de resultados que resultan contradictorios.
En el ramal 5, las figuras 8 y 10 nos muestran una tendencia parecida, representando
que a medida que la temperatura de la capa de refuerzo disminuye, el decremento de
deflexiones va aumentando, y con ello mejorando la capacidad portante del firme, lo
que resulta un hecho insólito. También se aprecia en las figuras que el gradiente de la
recta es diferente en cada una, siendo la figura 8 la que presenta mayor gradiente.
Figura 8.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de inicio de compactación y el
decremento de deflexiones en el ramal 5 en el caso 2
Figura 10.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de final de compactación y el
decremento de deflexiones en el ramal 5 en el caso 2
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Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
∆ Deflexiones
Tª
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
∆ Deflexiones
Tª
Fin
al
Co
mp
act
aci
ón
En el ramal 8, las figuras 12 y 14 reflejan una tendencia distinta. En la figura 12 la
tendencia nos muestra que a medida que la temperatura va descendiendo, el decremento
de deflexiones va aumentando y con ello mejorando el comportamiento estructural del
firme, aunque se aprecia que la recta no presenta mucho gradiente. Ahora bien, en la
figura 14 se aprecia todo lo contrario, a medida que la temperatura va descendiendo, el
decremento de deflexiones también lo hace, lo que empeora el comportamiento
estructural del firme. En este caso el gradiente de la recta presenta un valor mayor que
el de la figura 12.
Figura 12.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de inicio de
compactación y el decremento de deflexiones en el ramal 8 en el caso 2
Figura 14.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de final de compactación
y el decremento de deflexiones en el ramal 8 en el caso 2
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Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
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0 2 4 6 8 10 12
∆ Deflexiones
Tª
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ció
n
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115
116
117
118
119
0 2 4 6 8 10 12
∆ Deflexiones
Tª
Fin
al C
om
pa
ctaci
ón
En el ramal 1, las figuras 16 y 18 nos muestran unos resultados similares. La tendencia
que presentan ambas figuras nos muestra que a medida que la temperatura de la capa de
refuerzo va disminuyendo, el comportamiento estructural del firme va mejorando, en un
principio. Como se aprecia además en las figuras, los gradientes de las rectas son
diferentes siendo mayor el de la figura 16.
Figura 16.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de inicio de
compactación y el decremento de deflexiones en el ramal 1 en el caso 2
Figura 18.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de final de
compactación y el decremento de deflexiones en el ramal 1 en el caso 2
Por último, en el ramal 6, las figuras 20 y 22, a pesar de que se ha tenido que despreciar
la mayoría de valores por no ser útiles en el ámbito de estudio, se llega a la conclusión
que una disminución de la temperatura de la capa de refuerzo provoca que la capacidad
portante del firme vaya mejorando, en principio. Como se aprecia en ambas figuras, el
gradiente que presentan es muy similar.
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Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
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∆ Deflexiones
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Com
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116
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0 1 2 3 4 5 6
∆ Deflexiones
Tª Fin
al C
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pact
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Figura 20.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de inicio de
compactación y el decremento de deflexiones en el ramal 6 en el caso 2
Figura 22.- Línea de tendencia de la correlación entre la temperatura de final de compactación
y el decremento de deflexiones en el ramal 6 en el caso 2
Tras la realización del análisis sobre el estudio de la influencia de las temperaturas de
puesta en obra de las mezclas asfálticas en relación con la capacidad portante del firme
a través de la medición de deflexiones, se procede a finalizar el estudio con una serie de
conclusiones.
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Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
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4.- Conclusiones y futuras investigaciones
A lo largo de este estudio, se ha propuesto demostrar la influencia que tiene la
temperatura de puesta en obra de las mezclas asfálticas con la capacidad portante del
refuerzo de un firme.
Se ha partido de unas mediciones reales, tanto de deflexiones como de temperaturas,
realizadas en el enlace Fortuna-Monteagudo de la autovía A-7 a su paso por la provincia
de Murcia, realizadas por un laboratorio. Estas mediciones se han utilizado para analizar
la relación que existe entre ellas llegando a unos resultados poco precisos.
En primer lugar, a la hora de determinar las deflexiones de cálculo se han obtenido unas
deflexiones características a las que se les aplican unos coeficientes correctores de
humedad y temperatura. Estos coeficientes, como se aprecia en las tablas, influyen
significativamente en la deflexión característica y puede ser uno de los motivos por los
que hemos obtenido que invalidar algunos valores de los decrementos de deflexiones. El
método que utiliza la Norma 6.3.-IC para determinar dichos coeficientes es poco
consistente para la influencia que luego tiene sobre la deflexión característica por lo que
se debería de aplicar unos correctores más exactos sobre estas deflexiones, se debería
proponer algún método más preciso.
En segundo lugar, en la obtención de los resultados y en la representación de los
gráficos nos damos cuenta que los datos obtenidos son muy dispersos y que nos llevan a
un análisis poco preciso y poco fiable. Esto puede deberse a las mediciones que se han
efectuado “in situ”. Como bien se ha explicado se obtuvieron unas mediciones mediante
deflectómetro de impacto antes de realizar el refuerzo del firme en los cuatro ramales
cada 20 metros y, al cabo de tres meses, se ejecutó un refuerzo en el firme y, a
continuación, se volvieron a realizar esas mediciones. Aquí es donde es posible cometer
bastantes errores si las mediciones no se realizan en el mismo punto que se efectuaron la
primera vez. Como no se puede garantizar que las mediciones realizadas por el
instrumento empleado se han ejecutado en el mismo punto, no podemos utilizar esta
metodología por su imprecisión y poca fiabilidad. Este motivo conlleva a que el estudio
realizado en base a las deflexiones obtenidas por el deflectómetro de impacto no sea un
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Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
89
método consistente para analizar en que medida afecta la temperatura de puesta en obra
de las mezclas asfálticas en la capacidad portante del firme.
Por tanto, estas conclusiones nos ayudan a futuras investigaciones sobre este estudio
pero basándonos en otro tipo de ensayos que sean más precisos y que nos den una
mayor información. Puede ser el caso del estudio mediante el ensayo del módulo
dinámico o de Young que realizaron unos ingenieros mexicanos [7] y que obtuvieron
unos resultados relevantes sobre el efecto que tiene la temperatura de compactación
sobre el comportamiento de las mezclas asfálticas.
Otra línea de investigación sería estudiar el caso basándonos en métodos o ensayos
mediante el uso de cargas estáticas con placa de carga en lugar de utilizar el
deflectómetro de impacto, por ejemplo, utilizando la viga Benkelman.
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Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
90
5.- Bibliografía
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plástico. El Salvador. Ministerio de Obras Públicas de El Salvador. Unidad de
Investigación y Desarrollo Vial, 2000. pp. 1-34.
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apports de la termographie infrarouge. Nantes. Bulletin Laboratoire Centrals des Ponts
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[5] Serrano Leal, J., Auscultación de las características estructurales: deflectómetros de
impacto. Curso de auscultación de firmes. Intevía 1999.
[6] Norma de ensayo del Centro de Estudios de Carreteras NLT-338/07 “Medidas de
deflexiones en firmes con el deflectómetro de impacto”. Centro de Estudios y
Experimentación de Obras Públicas (CEDEX). Madrid. 2007.
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asfálticas. Asociación Española de la Carretera. Revista Carreteras, núm.163/Ene-Feb
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[8] Reyes Ortiz, O.J., Camacho Tauta, J.F., Reyes Lizcano, F. Influencia de la
temperatura y nivel de energía de compactación en las propiedades dinámicas de una
mezcla asfáltica. Revista Facultad de Ingeniería, Universidad de Antioquia, pp. 121-
130. Medellín, Colombia. 2006.
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Influencia de la temperatura de puesta en obra de las capas de aglomerado asfáltico en relación con la
capacidad portante conseguida del refuerzo de una capa de firme
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[9] Álvarez, A., Epps Martin, A., Estakhri, C., Izzo, R. Evaluación de procedimientos
para analizar la durabilidad de las mezclas porosas para capa de rodadura. Asociación
Española de la Carretera. Revista Carreteras, núm.165/May-Jun 09.
[10] Norma 6.3- IC. “Rehabilitación de firmes” ORDEN FOM/3459/2003, de 28 de
noviembre. Instrucción de carreteras. Ministerio de Fomento. Madrid.
[11] Bustos, G., “Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de Carreteras
y Puentes (PG-3)”, Ediciones LITEAM, Madrid, 2001.
[12] Norma de ensayo del Centro de Estudios de Carreteras NLT-356/07 “Medida de las
deflexiones en firmes con Viga Benkelman”. Centro de Estudios y Experimentación de
Obras Públicas (CEDEX). Madrid. 2007.
[13] COST 324 “Comportamiento de firmes a largo plazo”. Secretaría General Técnica.
Ministerio de Fomento. Madrid, 1998.
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estructural de las secciones de firme de la instrucción de carreteras 6.1 y 6.2 IC”,
Revista de Obras Públicas. Madrid, 2002.
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temperature differentials and the corresponding density differentials. Washington State
Transportation Center, University of Washington, July 2001.
[16] Norma ASTM D4694 “Standard Test Method for Deflections with a Falling-
Weight-Type Impulse Load Device”. American Society for Testing Materials, 2009.